永磁同步电动机自适应模糊控制方法的研究

论文摘要

随着电力电子、电机制造技术的飞速发展,交流调速理论以及新型控制理论研究的不断深入。永磁同步电动机控制系统在要求高控制精度和高可靠性的场合,如国防、机器人、汽车电子等方面获得了广泛的应用,在现代交流电机中也占有举足轻重的地位。本文的研究方向是基于矢量控制的永磁同步电动机的自适应模糊控制。文中首先概要性介绍了交流调速系统的发展,永磁同步电动机调速系统的各种控制策略,d - q坐标系下永磁同步电动机的数学模型,然后建立了永磁同步电机的矢量控制系统。当采用传统的PI控制器时,控制器参数与对象匹配的情况下可以取得良好的控制效果。但是当对象参数发生变化时,PI参数需要重新整定。模糊控制具有不依赖于对象的数学模型、鲁棒性强的优点,能够很好地克服系统中模型参数变化和非线性等不确定因素,从而实现系统的高品质控制。本文将模糊控制与传统PI控制器相结合应用于永磁同步电动机调速控制系统中,设计了基于模糊自适应PI控制器的永磁同步电机矢量控制系统,用MATLABSIMULINK进行了仿真,仿真结果表明,这种复合的模糊自适应PI控制器较单一的传统PI控制器能够获得较好的控制效果。针对永磁同步电动机调速系统中的不确定因素,本文采用一种间接型自适应模糊控制器。间接自适应模糊控制器利用模糊系统的万能逼近特性,通过在线调整自适应参数确保永磁同步电机的输出渐近收敛于给定的参考信号。通过理论研究和仿真研究证实,当永磁同步电动机的参数或负载发生突变时,系统响应仍可以很好的跟踪参考信号,具有良好的动态性能。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 电机调速发展概述
• 1.2 永磁同步电动机特性
• 1.3 永磁同步电动机的控制策略
• 1.3.1 矢量控制技术
• 1.3.2 直接转矩控制
• 1.3.3 自适应控制
• 1.3.4 滑模变结构控制
• 1.3.5 智能控制
• 1.4 课题研究的意义
• 1.5 本文的研究内容及论文结构
• 第二章 永磁同步电动机矢量控制系统
• 2.1 永磁同步电动机的结构和数学模型
• 2.1.1 永磁同步电动机的结构
• 2.1.2 永磁同步电动机的数学模型
• 2.2 永磁同步电动机的矢量控制
• 2.2.1 矢量控制方法
• 2.2.2 矢量控制的双闭环PI调速系统与参数设计
• 2.3 本章小结
• 第三章 自适应模糊控制理论
• 3.1 模糊控制
• 3.1.1 模糊控制基本思想
• 3.1.2 模糊理论基本概念
• 3.1.3 基本模糊控制
• 3.2 自适应模糊控制
• 3.2.1 自适应模糊PID控制器工作原理
• 3.2.2 基于比例因子和论域调整的自适应模糊制器
• 3.3 自适应模糊控制器的分类
• 3.4 间接型自适应模糊控制的一种新型Lyapunov综合设计方法
• 3.4.1 控制任务
• 3.4.2 等效控制器
• 3.4.3 自适应律的设计
• 3.4.4 第一类间接型模糊控制器的设计
• 3.5 本章小结
• 第四章 永磁同步电动机自适应模糊控制设计与仿真
• 4.1 矢量控制的PI调速系统
• 4.2 模糊自适应PI控制系统仿真模型与模糊控制器的设计
• 4.2.1 模糊自适应PI控制系统仿真模型
• 4.2.2 模糊控制器（Fuzzy Logic Controller）的设计
• 4.2.3 仿真实验结果与分析
• 4.3 间接型自适应模糊控制器的设计与仿真
• 4.3.1 间接型自适应控制器的设计
• 4.3.2 仿真实验结果与分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 附录