雙永磁同步電機(jī)同步協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)在工業(yè)控制過程的愈來愈復(fù)雜化，在很多工業(yè)應(yīng)用場景中，僅僅對于單臺電機(jī)的控制已不能滿足各種控制設(shè)備性能、精度的要求，很多控制系統(tǒng)需要同時(shí)有兩臺電機(jī)進(jìn)行同步驅(qū)動，例如化纖紡絲系統(tǒng)、造紙系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床以及兩輪自平衡車等傳動領(lǐng)域。因此，對于系統(tǒng)中有兩臺電機(jī)同時(shí)驅(qū)動的系統(tǒng)，需同時(shí)兼顧提高控制系統(tǒng)中兩臺電機(jī)傳動系統(tǒng)的動態(tài)性能以及穩(wěn)態(tài)性能，因此對于雙電機(jī)同步控制系統(tǒng)的研究也越來越重要。
　　本文重點(diǎn)從提高雙電機(jī)同步控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性為切入點(diǎn)

2、，以減小兩臺電機(jī)的同步誤差精度為控制目標(biāo)，提出了采用模糊控制算法與分?jǐn)?shù)階PIλDμ控制算法相結(jié)合，以此來提高雙電機(jī)同步控制系統(tǒng)的同步誤差精度，實(shí)現(xiàn)兩臺電機(jī)的速度跟隨。
　　本文首先介紹了雙電機(jī)同步控制系統(tǒng)的研究背景以及研究現(xiàn)狀，確定了以永磁同步電機(jī)為論文的研究對象，接著推導(dǎo)出永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型以及介紹電機(jī)的矢量控制等相關(guān)知識。在永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，引出本文的研究目標(biāo)。通過對系統(tǒng)不同的同步控制策略的分析，本文重點(diǎn)對三種

3、同步控制策略進(jìn)行研究，包括主令控制、主從控制以及交叉耦合同步控制結(jié)構(gòu)，在雙電機(jī)控制系統(tǒng)的不同運(yùn)行階段，即啟動過程、加載過程以及轉(zhuǎn)速突變過程，通過Matlab/Simulink仿真分析比較研究，得出在控制系統(tǒng)中有兩臺電機(jī)同步協(xié)調(diào)運(yùn)行的系統(tǒng)，交叉耦合控制結(jié)構(gòu)是一種比較理想的耦合結(jié)構(gòu)。此外，為了提高系統(tǒng)的同步誤差精度以及針對傳統(tǒng)整數(shù)階 PID控制算法的不足，本文進(jìn)一步將模糊理論運(yùn)用到分?jǐn)?shù)階PIλDμ理論的參數(shù)整定當(dāng)中去，設(shè)計(jì)了模糊分?jǐn)?shù)階PIλ

4、Dμ控制器取代電機(jī)矢量控制中的轉(zhuǎn)速環(huán)控制器。通過在單臺永磁同步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)仿真研究中，得出系統(tǒng)在啟動以及轉(zhuǎn)速突變階段的調(diào)節(jié)時(shí)間明顯減小。最后將模糊控制算法與分?jǐn)?shù)階PIλDμ控制算法相結(jié)合，建立模糊分?jǐn)?shù)階PIλDμ控制器，并將模糊分?jǐn)?shù)階PIλDμ控制算法應(yīng)用到雙臺永磁同步電機(jī)的同步協(xié)調(diào)控制中，仿真結(jié)果表明，基于模糊分?jǐn)?shù)階PIλDμ控制的雙電機(jī)同步控制系統(tǒng)縮短了系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，并且在雙電機(jī)系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)行過程中，使兩臺電機(jī)獲得了很好的跟