永磁同步电机直接转矩控制系统研究

论文题目: 永磁同步电机直接转矩控制系统研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 检测技术与自动化装置

作者: 白华煜

导师: 刘军

关键词: 永磁同步电机,直接转矩控制,模糊控制,扩张状态观测器

文献来源: 西安理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 1985年德国学者M.Depenbrock提出了一种高性能异步电机控制方法一直接转矩控制。直接转矩控制算法简单、控制效果优良,并已成功应用到异步电机调速系统中。但是直接转矩控制研究基本上是围绕异步电机的控制,直到近几年才有一些学者致力于该控制方法在永磁同步电机控制中的应用,由于这些研究工作还处于初级阶段,许多问题有待解决。本文首先讨论了直接转矩控制方法在永磁同步电机中的应用问题,利用MATLAB仿真工具对永磁同步电机直接转矩控制系统进行了仿真研究,针对直接转矩控制低速存在较大转矩脉动问题,提出了一种基于模糊控制的永磁同步电机直接转矩控制方法,利用MATLAB仿真工具建立了系统仿真模型,仿真结果表明转矩脉动大大减小。采用观测器的方法克服了传统磁链模型中参数的不确定性对磁链观测精度的影响,保证了全速范围内磁链的准确估计,提高了控制性能。仿真表明观测磁链具有较高的精度,对电阻的不确定变化具有较强的鲁棒性,并可实现无速度传感器的速度、位置准确估计。

论文目录:

1 前言

1.1 研究背景

1.2 PMSM直接转矩控制中的主要研究问题

1.3 本课题研究目的

1.4 论文的主要内容

2 永磁同步电机的结构与数学模型

2.1 永磁同步电机的结构与种类

2.2 永磁同步电机的基本控制方法

2.3 坐标变换的基本原理

2.3.1 定子三相静止坐标系

2.3.2 定子两相静止坐标系

2.3.3 转子两相旋转坐标系

2.3.4 三相定子坐标系与两相定子坐标系之间坐标变换

2.3.5 两相定子坐标系与两相转子旋转坐标系坐标变换

2.4 永磁同步电机的数学模型

3 永磁同步电机直接转矩控制

3.1 直接转矩控制的发展

3.2 直接转矩控制的基本原理

3.2.1 电压矢量的概念

3.2.2 转矩控制的基本原理

3.2.3 控制系统结构

3.3 永磁同步电机直接转矩控制系统仿真

3.3.1 系统的仿真结构图

3.3.2 磁链估算模块

3.3.3 电压矢量选择模块

3.3.4 逆变器模块

3.4 系统仿真

4 模糊控制在永磁同步电机直接转矩控制中的应用

4.1 一种基于模糊控制的直接转矩控制方法

4.1.1 基于模糊控制永磁同步电机直接转矩控制系统原理和结构图

4.1.2 模糊控制器的设计

4.2 基于模糊控制的永磁同步电机直接转矩控制仿真

5 基于ESO磁链观测器的直接转矩控制

5.1 电机低速下磁链的计算偏差对系统的影响

5.2 扩张状态观测器

5.2.1 问题的描述

5.2.2 基于ESO磁链观测器的直接转矩控制

5.2.3 基于ESO磁链观测器的直接转矩控制结构

5.2.4 系统仿真实验

6 系统设计

6.1 系统的硬件结构

6.1.1 硬件组成

6.1.2 采样及保护电路

6.1.3 光电编码器脉冲整形电路

6.1.4 过流检测电路

6.1.5 驱动电源封锁电路

6.2 系统的软件组成

7 全文总结

发表论文

致谢

参考文献

发布时间: 2005-05-10

参考文献

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