永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制及非線性解耦的研究.pdf

1、直接轉(zhuǎn)矩控制（簡稱DTC）是繼矢量控制技術(shù)之后發(fā)展起來的又一種新型高性能的交流調(diào)速技術(shù)。但永磁同步電機(jī)是一個多變量、非線性、強(qiáng)耦合系統(tǒng)，其傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)矩和磁鏈滯環(huán)來解耦，存在轉(zhuǎn)矩脈動大，低速性能不理想等缺點(diǎn)。因此，本文以永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，重點(diǎn)研究永磁同步電機(jī)的非線性解耦控制，為高性能的永磁同步電機(jī)控制提供新的方法。論文的主要研究工作及取得的研究成果如下： 1、從空間電壓矢量出發(fā)，推導(dǎo)了不同坐標(biāo)系

2、下的永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型，并建立永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)和永磁同步電機(jī)SVM-DTC 系統(tǒng)，并進(jìn)行仿真與實(shí)驗(yàn)研究。 2、針對永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)存在低速轉(zhuǎn)矩脈動和PI 調(diào)節(jié)器對系統(tǒng)參數(shù)攝動的魯棒性不強(qiáng)等缺點(diǎn)，本文提出了一種新穎的改進(jìn)策略，用指數(shù)滑模變結(jié)構(gòu)控制器來替換PI 速度調(diào)節(jié)器，并構(gòu)建永磁同步電機(jī)指數(shù)滑模變結(jié)構(gòu)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，在保留傳統(tǒng)DTC 動態(tài)性能的情況下，提高了電機(jī)的低速性能，減小了轉(zhuǎn)矩脈動和電磁噪聲。

3、 3、運(yùn)用滑模變結(jié)構(gòu)控制理論，提出基于轉(zhuǎn)速、磁鏈、轉(zhuǎn)矩三滑模變結(jié)構(gòu)控制器的永磁同步電機(jī)SVM-DTC 系統(tǒng)，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該策略的可行性。 4、針對永磁同步電機(jī)多變量、強(qiáng)耦合、非線性的特點(diǎn)，本文運(yùn)用精確線性化理論來進(jìn)行永磁同步電機(jī)速度和電流的解耦，并把滑模變結(jié)構(gòu)控制理論引入到永磁同步電機(jī)精確線性化控制系統(tǒng)中，建立基于滑模變結(jié)構(gòu)的電流控制器的PMSM SVM-DTC。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該控制策略具有理想的動態(tài)性能和良

4、好的魯棒性。 5、采用逆系統(tǒng)方法對永磁同步電機(jī)進(jìn)行線性化處理，并針對線性化處理后復(fù)合成的永磁同步電機(jī)偽線性系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)線性控制器的設(shè)計，并通過訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆系統(tǒng)代替解析逆系統(tǒng)對原系統(tǒng)進(jìn)行解耦，達(dá)到永磁同步電機(jī)非線性解耦控制的目的。為永磁同步電機(jī)非線性解耦控制提供了一種新的方法。 6、采用高性能的TMS320F2812 DSP 來構(gòu)建永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制數(shù)字控制實(shí)驗(yàn)研究通用平臺。通過軟件的編程，可以方便地進(jìn)行直接轉(zhuǎn)