約束條件下永磁同步電機的廣義預(yù)測控制研究.pdf

1、隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，伺服控制的應(yīng)用愈加廣泛，對伺服系統(tǒng)的要求越來越高。對于交流永磁同步電機伺服控制系統(tǒng)，已經(jīng)有了成熟的控制策略，如矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等，這些控制方法行之有效且在工業(yè)中取得了成功的應(yīng)用。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和控制理論研究的不斷深入，人們的注意力也逐步轉(zhuǎn)向智能控制策略。預(yù)測控制作為一種對模型的精確程度要求較低、魯棒性強并適于計算機實現(xiàn)的控制算法，已經(jīng)應(yīng)用于一些工業(yè)過程當(dāng)中，并顯示出了強大的生命力。 永磁同步電

2、機是一個非線性、強耦合的控制對象。由于永磁同步電機應(yīng)用工業(yè)環(huán)境復(fù)雜，傳統(tǒng)的PID控制很可能在電機負載或電機參數(shù)發(fā)生變化時使控制系統(tǒng)動態(tài)特性變差，而這種電機負載或電機參數(shù)的變化卻是不可避免的，這樣就需要一種具有魯棒性強的控制器來抑制參數(shù)變化對控制性能的影響。又因為實際工程中必須考慮將電機性能調(diào)整到允許限度之內(nèi)使性能指標(biāo)達到最優(yōu)，因此研究有約束的永磁同步電機廣義預(yù)測策略是有必要的。本文以永磁同步電機(PMSM)為研究對象，深入分析其內(nèi)在電磁

3、約束關(guān)系，建立了不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型；并對永磁同步電機的矢量控制方法進行了分析，詳細介紹了通過電流比較選擇開關(guān)矢量的PWM發(fā)生方法和速度環(huán)調(diào)節(jié)器采用的預(yù)測控制方法；建立了PMSM的受控自回歸積分滑動平均(CARIMA)模型，并對傳統(tǒng)的廣義預(yù)測控制進行改進，結(jié)合PID控制的反饋機制和GPC的預(yù)測機制，有效抑制了超調(diào)量，改善了系統(tǒng)的控制品質(zhì)；引入了基于矩陣分解的有約束的廣義預(yù)測控制策略，把約束優(yōu)化加入控制性能指標(biāo)中，并進行了仿真驗證。實驗