永磁同步電機(jī)模型預(yù)測(cè)控制的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、永磁同步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、功率因數(shù)高、損耗小等優(yōu)點(diǎn)，在交流傳動(dòng)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。隨著社會(huì)發(fā)展，很多場(chǎng)合對(duì)電機(jī)控制性能的要求越來越高，在矢量控制系統(tǒng)中，普通的PI控制受不確定因素的影響大、參數(shù)整定復(fù)雜等缺點(diǎn)。在很多場(chǎng)合，傳統(tǒng)的PI控制策略已經(jīng)難以滿足高性能的控制需求。
　　模型預(yù)測(cè)控制(MPC)是一種智能控制算法，具有滾動(dòng)優(yōu)化、在線反饋校正的特性，是一種能夠較好地抑制參數(shù)變化和不確定性擾動(dòng)的新型控制策略，能夠獲得較高的控制

2、性能，在過程控制領(lǐng)域已獲得成功應(yīng)用。目前，針對(duì)模型預(yù)測(cè)算法在電機(jī)控制中的研究還較少，但已成為電機(jī)領(lǐng)域的一個(gè)值得探索的研究方向。本文在永磁同步電機(jī)狀態(tài)空間方程和矢量控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，引入了模型預(yù)測(cè)控制算法，用以克服傳統(tǒng)PI控制方法參數(shù)整定繁瑣、控制效果受系統(tǒng)參數(shù)變化和不確定因素影響大的缺點(diǎn)。
　　首先，本文將傳統(tǒng)僅應(yīng)用在速度環(huán)中的預(yù)測(cè)控制算法引入到了電流環(huán)中，設(shè)計(jì)了雙環(huán)串級(jí)模型預(yù)測(cè)控制器，雙環(huán)串級(jí)結(jié)構(gòu)的好處是:可根據(jù)速度和電流各自的

3、變化特性分別進(jìn)行參數(shù)和控制周期的選擇，由于速度相比于電流變化慢很多，一般將速度環(huán)的控制周期設(shè)置得比電流環(huán)的控制周期長(zhǎng);隨著伺服系統(tǒng)轉(zhuǎn)速和電流環(huán)控制周期差異的減小，同時(shí)為進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)速和電流的動(dòng)態(tài)特性，本文將串聯(lián)的速度環(huán)和電流環(huán)進(jìn)行了合并，得到了單環(huán)模型預(yù)測(cè)控制器，并對(duì)電機(jī)的非線性模型進(jìn)行了線性化和消除恒定項(xiàng)的處理，達(dá)到了簡(jiǎn)化系統(tǒng)模型、提高系統(tǒng)動(dòng)靜態(tài)特性的目的;另外，為探究預(yù)測(cè)控制參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，通過理論分析和仿真總結(jié)出了一套較為詳

4、盡的參數(shù)整定規(guī)律，遵循該規(guī)律能夠方便、快捷地獲得較好的組合參數(shù);最后，驗(yàn)證了所研究的模型預(yù)測(cè)算法的可行性，進(jìn)行了MATLAB/Simulink建模仿真，編寫了模型預(yù)測(cè)控制算法程序和基于Labview的圖形檢測(cè)程序、搭建了基于TMS320F2812 DSP控制芯片的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成了永磁同步電機(jī)模型預(yù)測(cè)控制的實(shí)驗(yàn)研究，并與傳統(tǒng)的PI控制進(jìn)行了結(jié)果對(duì)比。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了模型預(yù)測(cè)控制算法的可行性和優(yōu)越性，得到了較為理想的電機(jī)控制性能，達(dá)到了