一种新型直接转矩控制方法的仿真研究

一种新型直接转矩控制方法的仿真研究

一、一种新型直接转矩控制方法的仿真研究(论文文献综述)

罗嘉伟[1](2021)在《有限时间控制协同广义比例积分观测器的感应电机矢量控制方法》文中研究表明作为交流调速系统的核心部件,高性能电机驱动装置备受关注。感应电机(Induction Motor,IM)拥有可靠性强、结构简单等优点而成为交流调速系统的主要控制对象。近年来各种基于矢量控制的新型控制技术成为了学者们研究的热点,其中,有限时间控制(Finite Time Control,FTC)可以让控制系统的某一状态在有限时间内收敛至平衡点,提供了更好的收敛性能,因此在电机控制领域受到青睐。但是,电机在运行过程中会受到集总干扰的影响,导致电机控制系统的抗干扰能力下降。为了提升控制系统的抗干扰性能,本课题研究了一种有限时间控制协同广义比例积分观测器(Generalized Proportional Integral Observer,GPIO)的感应电机矢量控制方法。首先,对感应电机的数学模型和矢量控制的相关内容进行了介绍和阐述。其次,叙述了有限时间控制的基本原理和相关引理,在矢量控制系统转速环中构建了有限时间控制器并对其进行了稳定性分析。同时,指出有限时间控制对干扰的抑制能力还有待进一步优化,且集总干扰的存在会影响转速环的控制性能的问题,因此将广义比例积分观测器引入到转速环中形成复合控制器,利用广义比例积分观测器对集总干扰进行估计并前馈补偿。详细介绍了广义比例积分观测器的原理结构和在感应电机控制系统中的设计方法,根据赫尔维茨判据对广义比例积分观测器的稳定性进行了分析,并利用极点配置法合理选取了观测器参数。最后,在仿真环境中对本课题所研究的方法进行了仿真验证,并在自行搭建的实验平台中进行了实验验证。仿真和实验结果均表明,有限时间控制协同广义比例积分观测器的感应电机矢量控制方法提高了控制系统的抗干扰能力和稳态性能。

吴晓亮[2](2021)在《三相六开关容错逆变器驱动永磁同步电机模型预测控制研究》文中指出现代人类社会对化石能源无节制的消耗带来了能源危机和严重的环境污染问题,因此不消耗化石能源的电动汽车成为了目前的研究热点,尤其是其核心永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)驱动控制系统,PMSM虽然有着良好的发展前景,但如何高效地控制,确保整个电机控制系统的安全稳定性,仍然是目前需要解决的首要问题。控制算法,逆变器、传感器是PMSM驱动控制系统的不可或缺的一部分,如何增加先进控制算法的实用性、降低逆变器及传感器的故障发生率,对电机驱动控制系统稳定且高性能的运行十分重要。因此本文设计将新型的三相六开关容错逆变器应用到改进的PMSM模型预测转矩控制系统实现理想的控制。主要研究内容如下:(1)对现有研究中PMSM的各种控制算法基本原理进行分析介绍;分析比较传统常用容错逆变器的不同容错拓扑结构,对比其各自的优缺点;分析PMSM的内部结构、数学模型、坐标变换等基本理论基础,便于后续章节的研究设计。(2)研究分析传统MPTC权重系数整定以及最优电压矢量带来的计算量大的问题,针对此问题对传统算法进行改进,重新设计最小价值函数,改进矢量选择方案,降低算法计算量,增加算法实用性。其次针对系统内的转速控制器,分析传统PI,滑模等控制器存在的缺点,从增加自适应性,改进趋近率等方面设计新型的自适应非奇异终端滑模控制器(ANFTSMC),并为控制器设计新型的ESO扰动观测器,最后与改进的MPTC结合,增加系统的快速性,稳定性。(3)针对传统常用的多种容错逆变器普遍存在的体积大、成本高、输出不稳定等缺点,设计新的容错拓扑方案,得到新的三相六开关容错逆变器,用来驱动PMSM,实现容错控制,提高系统容错效率和稳定性。(4)针对PMSM驱动控制系统中转速信息反馈传感器部分,为降低机械传感器故障发生率,提高系统整体的容错能力,采用改进的ESO算法,设计ESO转速及位置观测器,实现无速度传感器控制。最终构建三相六开关容错逆变器驱动PMSM的MPTC无速度传感器驱动控制系统。

罗雯[3](2021)在《基于三滑模结构的永磁同步电机无传感器控制策略研究》文中研究指明与传统的异步电机相比,永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)由永磁体提供励磁,不需安装复杂的励磁装置,便于维护检修,结构更为简单,体积较小,可以适用于多种复杂环境,且功率因数和效率也更高。因此PMSM在航空、电器、伺服驱动、交通等诸多工业领域得到广泛应用。为了改善传统PMSM滑模控制系统具有的负载扰动、滑模抖振、滑模观测器观测精度差等不确定性因素所带来的问题,本文以PMSM矢量控制系统为研究对象,开展基于新型趋近律速度环滑模控制器、改进扩张状态观测器及两级滤波滑模观测器无传感器运行方法的相关研究。首先,建立了PMSM的解耦数学模型,分析了滑模控制中的指数趋近律,指出了其存在固有滑模抖振的原因,提出了一种结合双曲正弦函数和指数趋近律的新型趋近律,并在PMSM矢量控制速度环设计基于新型趋近律的积分滑模控制器,该控制器可以改善滑模控制中的抖振问题,同时也可以有效提高滑模响应速度,提高系统性能。其次,将滑模控制律与传统扩张状态观测器相结合,设计了一种改进扩张状态观测器对系统中扰动转矩进行估计,同时把估计值作为输入信号反馈给速度环,使系统抗扰动能力得到提升。再次,为保证滑模观测器可以精确估计出转子速度与位置信息,设计了一种两级滤波滑模观测器,该观测器通过Sigmiod函数来平滑估计信号,通过变截止频率低通滤波器保证滑模观测器在启动时的自适应滤波能力,通过修正反电动势观测器来进行二次滤波以保证扩展反电动势的观测精度,通过反正切函数对转子速度与位置信息进行合理的补偿与提取。最后,根据本文提出的控制方法,在MATLAB/Simulink环境中对基于新型趋近律的速度环积分滑模控制器、改进扩张状态观测器和两级滤波滑模观测器进行模型搭建,完成了基于三滑模结构的PMSM无传感器控制系统的仿真建模。仿真结果表明,PMSM在启动时能够快速到达给定转速,在负载转矩存在扰动时,控制系统控制效果良好,整体响应优异。

孙学伟[4](2021)在《单定子双转子盘式对转永磁同步电机滑模控制》文中提出随着各行业对电气化水平要求的逐步提高,为满足人们对电机多样化和精细化的需求,多种多样的新型电机结构不断涌现,除了传统的直流电机、异步电机和同步电机,同时各种高机电能量转换的电机结构也相继被提出。单定子双转子盘式对转永磁同步电机在结构上由一个定子、两个转子组成,该结构使得该电机具有结构紧凑、体积小、功率密度大、电气参数对称、易于控制等特点,非常适合应用在对驱动系统有空间和重量限制的场所,因此该种电机在电动汽车、舰船、鱼雷、水下航行器和风力发电等领域应用广泛。双转子对转永磁同步电机可看作两台参数完全相同的永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)反向串联而成,因电机只有一个定子和一套三相绕组,故可用一套三相边变频器控制两个转子异向同步旋转。当用一套三相变频器控制对转PMSM中的两个转子时,定子电流和转子产生的磁场如果发生失步,那么就会导致两个转子发生失步,进而导致控制系统崩溃。本文所做工作及主要结构为:(1)研究了国内外专家学者对对转PMSM的电机结构设计和电机控制策略等方面所取得的成果。通过对比传统PMSM相关理论,建立该电机数学模型,为实现该种电机的控制提供了理论基础。(2)依据现有文献研究了基于磁场定向的矢量控制策略,搭建对转PMSM在该策略下的模型,验证了所建立的对转PMSM模型的准确性,为后续工作奠定了基础。分析了对转PMSM在负载不对称变化情况下的失步原因,通过相应仿真实验,验证在不同工况下通过实时选择闭环控制相应转子的方法的可行性,结果显示,电机能够稳定运行。(3)基于上述实时选择闭环控制相应转子的控制方法,本文提出使用电压前馈解耦的控制方式代替传统矢量控制中电流反馈解耦控制,以消除d-q轴电流后面的耦合项,从而达到去除由转速ω1、ω2所导致的耦合效应,削弱系统稳态误差;提出转速环采用自抗扰控制(Auto-disturbances Rejection Control,ADRC)与积分型滑模控制(Integral Sliding Mode Control,ISMO)相结合的方式来削弱传统滑模带来的抖振现象,提高系统的全局鲁棒性,抑制矢量控制系统的超调和震荡,提高系统的动态和稳态性能。

王亮[5](2021)在《双滚筒永磁分别驱动带式输送机瞬态特性研究》文中研究指明目前带式输送机正朝着大型化方向发展,针对带式输送机传统的传动型式存在的传动效率较低,起动和制动性能相对较差的问题,提出永磁直驱方式,该传动型式可有效提高传动效率、起动和制动性能,缩短传动链,因此可选择永磁直驱的传动方式。大型带式输送机由于功率过大,经常采取双滚筒驱动,为提高带式输送机永磁直驱系统的工作性能,保证带式输送机工作的稳定性以及良好的起动和制动性能,以双滚筒永磁分别驱动带式输送机为研究对象,首先对该研究对象构建动力学模型,再对永磁同步电机的瞬态电磁场、起动与制动特性进行研究。论文主要研究内容如下:以头部双滚筒永磁分别驱动带式输送机为研究对象,采取最小张力法、等功率分配法等方法对驱动滚筒的功率进行分配;以经典粘弹性模型为基础,对头部双滚筒带式输送机进行离散化处理,获取整机动力学模型及状态方程。采取退磁模型确定永磁同步电机的剩磁密度和矫顽力之间的关系,利用有限元法对永磁同步电机模型进行计算,考虑环境温度因素的影响,基于Ansoft—Maxwell软件平台建立永磁同步电机二维模型,结合环境温度因素和带式输送机实际运行工况对永磁同步电机的影响,获取带式输送机各工况下和环境温度因素对永磁同步电机瞬态电磁场的影响,并对比分析。结果表明环境温度对永磁同步电机瞬态电磁场影响较小,负载对永磁同步电机的瞬态电磁场具有较大影响。对永磁同步电机进行坐标变换,构建永磁同步电机的瞬态数学模型,然后通过传统PI矢量控制、基于滑模速度控制器矢量控制及基于典型二阶系统的矢量控制对永磁同步电机的起动和制动进行研究,通过对拖样机试验平台验证起动和制动特性矢量控制。研究结果表明基于典型二阶系统的矢量控制对电机的起动和制动控制效果相对更佳,样机模拟试验数据与仿真数据相似,验证了矢量控制研究起动和制动的正确性。对双滚筒永磁分别驱动带式输送机系统的结构和电路硬件系统,及其启动和制动、综合保护及功率平衡的控制方案进行设计,然后选择合适的起动和制动方式对永磁同步电机与带式输送机进行机电耦合仿真研究,以随机负荷工况为例,获取了该工作状况下永磁同步电机的输出转矩以及转速曲线。结果表明双滚筒永磁分别驱动带式输送机系统电机输出转速与给定转速几乎一致,转矩变化符合给定趋势,表明了该机电耦合模型的功率平衡设计具有一定的正确性。图53 表8参268

潘广路[6](2021)在《开关磁阻电机调速系统控制策略的研究与实现》文中认为随着化石能源储备的日益减少和环境污染的加剧,电动汽车逐步进入人们的视野。开关磁阻电机(SRM)本身具有结构简单、输出转矩大、运行特性好以及制造成本低的优势,在一众新型电机中脱颖而出成为了关注的焦点,广泛应用在载人航天、新能源汽车、家用电器和纺织工业等领域。针对开关磁阻电机运行时出现的电流脉动过大的问题,本文设计出了一种新型电流软斩波控制策略。首先,通过查阅国内外的文献资料和研究成果,介绍SRM的发展概况和研究现状;建立了SRM基本方程和三种SRM常见数学模型并说明了各数学模型的特点,介绍了三种基本控制方式,使用MATLAB/Simulink对三种控制方式进行仿真研究,得到了一系列转速、电流和转矩图像。其次,本文分析了传统电流斩波控制转矩脉动产生的原因,针对这一问题在传统电流软斩波控制的基础上加入了脉宽调制以及分段控制,提出了一种基于电流软斩波的分段PWM变占空比的控制策略。根据电机电流、转子位置和转速等参数,在电机励磁状态和退磁状态分别采用占空比不同的PWM信号进行控制。通过改变不同阶段的占空比来调整平均电压来减小电流波动,以达到更好的电流跟踪效果,并给出解析式。最后通过仿真进行验证,仿真结果表明了这种新型电流软斩波分段PWM变占空比控制具有更好的电流追踪效果,可以有效减小电流脉动。最后,搭建了一个以1500W的12/8三相开关磁阻电机和以TMS320F2812为控制器的开关磁阻电机调速系统硬件实验平台。介绍了开关磁阻电机、功率变换器、电压调理电路、电流调理电路和数字控制器的具体结构和优势,并给出了相应的软件设计流程图和实验研究。

杨亭[7](2021)在《开关磁阻电机转矩脉动抑制关键技术研究》文中指出开关磁阻电机具有结构简单、成本低、调速性能好等优点,在家电、电动工具及工业伺服等领域得到了广泛应用,但其特有的双凸极结构导致电机在低速运行时会产生较大转矩脉动,限制了开关磁阻电机的发展。针对电机低速转矩脉动,本文主要对抑制策略进行了研究。首先,介绍了开关磁阻电机的国内外发展概况及研究现状,阐述了开关磁阻电机的基本结构、工作原理、数学模型及基本控制策略,以及开关磁阻电机产生转矩脉动的原因。其次,针对开关磁阻电机低速时转矩脉动大的问题,分析当前几种主要的转矩脉动抑制的控制策略,设计了一种基于模糊逻辑规则的电流斩波控制器,根据不同的电流偏差值及负载变化率确定输出PWM占空比大小,控制开关管导通时间,降低稳态运行时的电流波动,并与转矩分配函数控制策略相结合,控制换相区间内的转矩波动,从而输出恒定转矩,降低转矩脉动。再次,利用仿真软件搭建了改进后的电流斩波控制系统仿真模型,具体分析了仿真模型中的不同模块,如电机本体、转矩分配函数、电流改进算法等,并与传统的电流斩波控制进行对比,分析了模型中电流、转矩等参数。最后,确定控制方案,并进行硬件、软件设计,根据转速设定不同,切换不同控制模式,主要是电压PWM模式、转速—电流双闭环模式及角度位置控制模式;当转速低于450rpm时,电机处于电压PWM模式,当电机处于450到1000rpm之间,电机处于转速-电流双闭环模式,这两种模式下,均采用改进后的电流斩波控制器,转速达到1000rpm,控制模式切换为角度位置控制模式。分别搭建了三相6/4极和三相12/8极开关磁阻电机控制系统实验平台,同时在6/4极电机上采用一种新型结构的定位磁环设计,简化定位步骤,并进行空载及负载实验。经仿真与实测平台验证,改进后的电流斩波控制器能输出稳定转矩,有效降低电机低速时的转矩脉动。

陈程[8](2021)在《大功率双三相永磁同步电机驱动系统研究》文中指出电动汽车作为减少环境污染、节约能源的新兴汽车,其发展主要受输出功率、驱动性能的限制,对驱动电机的要求也更加严格。采用双三相永磁同步电机可以最大限度的满足驱动电机的要求,实现低压大功率输出,同等情况下较三相电机而言,其性能更优越,适用于电动汽车领域。本文研究大功率双三相永磁同步电机及其驱动系统,通过对与其密切相关得组成部分进行详细分析与设计,以满足电动汽车的需求,并提高电动汽车行驶过程中的性能。在驱动电机方面,本文利用双三相永磁同步电机代替常用的三相永磁同步电机,实现高性能运行。基于转矩、磁链与坐标变换的理论知识,推导出电压、磁链、转子运动方程,从而建立了双三相永磁同步电机在不同坐标下的数学模型,最后利用MATLAB/Simulink仿真软件对d-q坐标系上的数学模型进行了组建,结果验证了在d-q坐标系上电流相位差与波形正确,即数学模型正确。在控制策略方面,通过研读、比较常用得控制策略,针对双三相永磁同步电机的特点选取空间矢量这种控制方法,并在此基础上进行深入的分析;通过比较常用的两种空间矢量脉宽调制方法,取其精华,去其糟粕,对最大四矢量的空间矢量进一步的细分,提出优化的最大四矢量调制方法。最后,通过仿真验证了采用最大四矢量配合id=0的矢量控制策略可以有效抑制谐波电流,比同样情况下的二矢量控制更优越,而优化的最大四矢量调制方法控制策略与调制技术配合可以在此基础上进一步减少损耗,更具优越性。在硬件方面,对驱动系统进行详细的硬件选型与设计,重点是设计出一种新型的IGBT驱动电路,并通过仿真表明其可以抑制过电压,改善电路特性,进而验证了此电路具有可行性与正确性。而软件方面,通过对主程序与中断程序进行适当的软件设计,实现双三相永磁同步电机的驱动系统的功能。图47表4参80

戴云飞[9](2021)在《矿用电机车永磁电机驱动及能量回馈系统的研究》文中指出矿用电机车作为矿井下的重要运输工具,它的工作性能及运输效率对矿井的生产及发展起着关键的作用。现在的矿用电机车大多数是以直流电机作为驱动电机,但直流电机的缺点很多,具体包括启动速度慢、串电阻启动、能量损失较高、体积大且不易维护,为了解决这些问题,本文以永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)代替直流电机作为驱动电机,并使用直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)策略来控制电机运行,也运用了制动能量回馈技术,将矿用电机车在制动时的能量反馈后重新利用。首先,对永磁同步电机矿用电机车构造其不同坐标系下的数学模型,并选用DTC策略对永磁同步电机实现控制。对传统六扇区PMSM-DTC系统基本原理及开关矢量表进行介绍,再将所提出的扇区细分的十二扇区PMSM-DTC系统的分析后,与传统六扇区PMSM-DTC系统进行仿真比较,发现所提控制策略可以使永磁同步电机产生的转矩脉动明显减小以及在磁链的控制方面有较好的动态响应,并且可以大转矩启动。其次,对制动能量回馈系统进行研究,分析了电机的四象限运行特性及构建了超级电容(Supercapacitor,SC)的等效模型。新型混合储能制动能量回馈系统是由所提的开关准Z源双向DC/DC变换器连接超级电容,并与蓄电池并联所构成。该系统中所提变换器在电动时采用电压/电流双闭环控制,能量回馈时采用恒流转恒压控制方法,在该控制策略下,对矿用电机车在启动、匀速以及制动状态下的制动系统进行仿真。结果发现系统运行时所提变换器可有效的降低开关管的电压应力,提高母线电压并抑制了其电压波动;该系统中超级电容通过所提变换器有效回收制动能量,提高续航里程,并延长蓄电池的寿命。最后,以TMS320F2812型DSP作为核心处理器,对矿用电机车的电机驱动及能量回馈系统进行了软硬件设计,搭建了电机驱动及能量回馈系统实验平台,通过实验记录了部分实验波形。从实验波形得出电机驱动及能量回馈系统中PMSM-DTC策略的加减速的动态响应较好且无超调,保证电机的高效、安全的运行。图[59]表[9]参考文献[71]

陈玄[10](2021)在《基于滑模扰动观测器的永磁同步电机控制》文中研究说明永磁同步电机(PMSM)具备重量轻、噪音小、功率密度高、构造简单等优点,在工业上得以广泛应用。然而永磁同步电机是一个典型非线性、强耦合的系统,且电机参数易受内部和外部影响而发生改变,经典PI控制难以满足现在的工业控制精度与需求。为了有效地提高永磁同步电机控制系统的鲁棒性与控制精度,本文通过建立永磁同步电机数学仿真模型,结合滑模控制理论和扰动观测器技术,有效改善永磁同步电机的控制性能。本文主要研究内容如下:针对传统滑模控制自有的抖振缺陷,在现有的研究基础上提出了一种分段式幂次趋近律的控制方法。传统趋近律在最小化趋近阶段中抖振难以削弱,设计了一种分段式的幂次趋近律,第一段采用常规趋近律可保证在有限时间内到达滑模面,在第二段幂次项后面添加一项辅助线性项,可以更好抑制抖振。解决了传统趋近律在收敛速度和滑模抖振之间存在冲突的问题。针对在电机运行过程中存在的多种扰动,包括模型不确定性扰动、外部负载扰动等,采用一种基于滑模扰动观测器结合电机转动惯量辨识的方法进行扰动观测并补偿。首先,以负载转矩和转速为状态变量设计了一种滑模扰动观测器,并将观测结果反馈到速度控制环;然后引入模型参考自适应算法对电机转动惯量进行在线辨识;最后将辨识的结果更新到观测器及速度环控制器,达到改善控制系统性能目的。利用Matlab/simulink仿真软件搭建永磁同步电机控制系统仿真模型,对比PI控制、滑模控制与复合控制策略。仿真及实验结果表明,与传统PI以及常规滑模控制相比,新型滑模控制与扰动观测器相结合的控制策略性能更优异,鲁棒性更好,提高了系统的动、静性能。以TMS320F28335微处理器为中心,电机软硬件控制系统为基础,构建永磁同步电机伺服控制系统,对主要软硬件电路的系统进行了设计,验证了控制方法的可行性与正确性。

二、一种新型直接转矩控制方法的仿真研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、一种新型直接转矩控制方法的仿真研究(论文提纲范文)

(1)有限时间控制协同广义比例积分观测器的感应电机矢量控制方法(论文提纲范文)

摘要
abstract
符号说明
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 感应电机控制策略国内外发展现状
    1.3 有限时间控制策略国内外发展现状
    1.4 本课题研究出发点
    1.5 主要研究内容及安排
2 感应电机数学模型及矢量控制
    2.1 感应电机数学模型及坐标变换
        2.1.1 三相坐标系下的感应电机数学模型
        2.1.2 两相坐标系下的感应电机数学模型
        2.1.3 三相静止坐标系到两相静止坐标系的变换
        2.1.4 两相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换
    2.2 矢量控制基本原理
        2.2.1 矢量控制原理
        2.2.2 基于转子定向的感应电机数学模型
    2.3 基于转子磁场定向的矢量控制双闭环控制系统
    2.4 本章小结
3 基于有限时间控制的感应电机矢量控制方法
    3.1 有限时间控制原理
    3.2 感应电机有限时间控制器设计
    3.3 感应电机有限时间控制稳定性分析
    3.4 本章小结
4 有限时间控制协同广义比例积分观测器的感应电机矢量控制方法
    4.1 问题描述
    4.2 广义比例积分观测器设计
        4.2.1 广义比例积分观测器基本原理
        4.2.2 感应电机广义比例积分观测器设计
        4.2.3 广义比例积分观测器稳定性分析与参数设计
    4.3 FTC-GPIO的感应电机矢量控制系统
    4.4 FTC-GPIO的感应电机矢量控制系统抗干扰能力分析
    4.5 本章小结
5 有限时间控制协同广义比例积分观测器的感应电机矢量控制方法仿真验证
    5.1 仿真模型
    5.2 系统正确性仿真验证
    5.3 系统有效性仿真验证
        5.3.1 抗外部负载扰动仿真验证
        5.3.2 电机参数摄动仿真验证
    5.4 本章小结
6 有限时间控制协同广义比例积分观测器的感应电机矢量控制方法实验验证
    6.1 实验平台
    6.2 系统正确性实验验证
    6.3 系统有效性实验验证
        6.3.1 抗外部负载扰动实验验证
        6.3.2 电机参数摄动实验验证
    6.4 本章小结
7 结论
    7.1 论文工作总结
    7.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果

(2)三相六开关容错逆变器驱动永磁同步电机模型预测控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文研究背景及意义
    1.2 电机驱动控制系统研究现状
        1.2.1 驱动电机类型应用现状
        1.2.2 永磁同步电机控制方式研究现状
        1.2.3 逆变器容错控制方式研究现状
    1.3 论文主要研究内容
2 PMSM基本结构原理与数学模型
    2.1 三相永磁同步电机的基本结构原理
    2.2 三相永磁同步电机数学模型
        2.2.1 PMSM静止坐标系下的基本数学模型
        2.2.2 PMSM坐标变换
    2.3 本章小结
3 基于ANFTSMC转速调节器的新型MPTC控制系统
    3.1 引言
    3.2 传统模型预测转矩控制原理
    3.3 改进MPTC设计
        3.3.1 最小价值函数改进设计
        3.3.2 待选电压矢量选择改进设计
    3.4 带ESO的自适应非奇异快速终端滑模转速调节器设计
        3.4.1 扩张状态观测器(ESO)一般形式的构建
        3.4.2 自适应非奇异快速终端滑模转速调节器设计
    3.5 仿真分析
        3.5.1 改进后的MPTC和传统MPTC控制效果对比
        3.5.2 新型ANFTSMC和传统SMC对比
    3.6 小结
4 三相六开关容错逆变器驱动PMSM的预测转矩控制系统
    4.1 引言
    4.2 传统三相四开关容错逆变器控制原理
    4.3 改进的三相六开关容错逆变器控制原理
    4.4 三相六开关容错逆变器驱动PMSM的 MPTC系统
    4.5 仿真分析
    4.6 小结
5 PMSM的 MPTC无传感器控制系统设计
    5.1 引言
    5.2 PMSM转速扩张观测器设计
    5.3 仿真分析
    5.4 小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果

(3)基于三滑模结构的永磁同步电机无传感器控制策略研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文的选题背景和研究意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 选题意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 PMSM控制理论发展概况
        1.2.2 PMSM扰动转矩观测器研究现状
        1.2.3 PMSM无传感器控制研究现状
    1.3 论文研究思路与主要内容
2 PMSM数学模型及矢量控制方法简介
    2.1 PMSM数学模型中的坐标变换
        2.1.1 Clack变换
        2.1.2 Park变换
    2.2 PMSM的数学模型
        2.2.1 三相静止坐标系下的数学模型
        2.2.2 两相旋转坐标系下的数学模型
    2.3 永磁同步电机矢量控制方法简介
    2.4 小结
3 基于新型趋近律的PMSM速度环积分滑模控制器设计
    3.1 滑模控制原理
    3.2 滑模趋近律
        3.2.1 传统滑模趋近律
        3.2.2 新型趋近律及稳定性分析
        3.2.3 指数趋近律和新型趋近律抖振对比分析
    3.3 基于新型趋近律的速度环积分滑模控制器设计
    3.4 小结
4 基于滑模控制律的PMSM改进扩张状态观测器设计
    4.1 改进扩张状态观测器的设计
    4.2 改进扩张状态观测器的控制参数分析
    4.3 PMSM双滑模控制系统仿真及结果分析
    4.4 小结
5 基于三滑模结构的PMSM无传感器控制系统设计
    5.1 滑模观测器原理描述
    5.2 两级滤波滑模观测器的设计
        5.2.1 符号函数的改进
        5.2.2 改进低通滤波器设计
        5.2.3 修正反电动势观测器设计
        5.2.4 转子位置与速度估计
    5.3 稳定性分析
    5.4 基于三滑模结构的PMSM无传感器控制系统仿真及结果分析
    5.5 小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果

(4)单定子双转子盘式对转永磁同步电机滑模控制(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 双转子永磁同步电机研究现状
        1.2.1 双转子电机概述
        1.2.2 双转子电机发展现状
    1.3 对转PMSM控制策略研究现状
    1.4 滑模控制策略概述
    1.5 本文主要研究内容
2 对转PMSM基本结构及数学模型
    2.1 对转PMSM结构与运行原理
        2.1.1 对转PMSM的结构
        2.1.2 对转PMSM的运行原理
    2.2 对转PMSM坐标变换
    2.3 对转PMSM数学模型
    2.4 本章小结
3 对转PMSM矢量控制策略及仿真分析
    3.1 传统的基于一个转子磁场定向的矢量控制方法及仿真分析
        3.1.1 永磁同步电机矢量控制原理
        3.1.2 基于一个转子磁场定向的矢量控制系统的仿真
        3.1.3 两转子负载不同或不对称变化时失步原因分析
    3.2 基于两个转子磁场定向的矢量控制方法及仿真分析
        3.2.1 基于两个转子磁场定向的矢量控制原理
        3.2.2 控制系统仿真及其分析
    3.3 本章小结
4 含ADRC的对转PMSM积分型滑模控制及仿真分析
    4.1 电流反馈解耦控制算法研究
        4.1.1 电流反馈解耦控制
        4.1.2 电压前馈解耦控制
    4.2 自抗扰控制方法研究
        4.2.1 ADRC基本原理
        4.2.2 ADRC控制器设计
    4.3 积分型滑模控制方法研究
        4.3.1 积分型滑模面设计
        4.3.2 稳定性分析
    4.4 基于积分型滑模控制的矢量控制系统仿真
    4.5 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果

(5)双滚筒永磁分别驱动带式输送机瞬态特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的背景
    1.2 课题的目的和意义
    1.3 瞬态特性研究现状
        1.3.1 瞬态电磁场
        1.3.2 起动特性
        1.3.3 制动特性
    1.4 永磁同步电机控制方式
    1.5 本文主要研究内容
2 双滚筒永磁分别驱动带式输送机功率分配及动力学模型
    2.1 带式输送机驱动装置布置及圆周力计算
        2.1.1 带式输送机驱动装置布置
        2.1.2 带式输送机圆周力计算
    2.2 带式输送机功率分配
        2.2.1 任意分配法
        2.2.2 最小张力法
        2.2.3 等功率分配法
    2.3 动力学模型
        2.3.1 模型假设
        2.3.2 经典粘弹性模型
    2.4 带式输送机动力学模型
        2.4.1 带式输送机离散化处理
        2.4.2 输送带动力学模型
        2.4.3 驱动装置动力学模型
        2.4.4 拉紧装置动力学模型
        2.4.5 带式输送机动力学模型
    2.5 状态方程
    2.6 本章小结
3 永磁同步电机的瞬态电磁场研究
    3.1 瞬态磁场及退磁模型
        3.1.1 二维瞬态电磁场
        3.1.2 典型磁滞模型
    3.2 环境温度对永磁同步电机的磁场影响
        3.2.1 基本假设
        3.2.2 环境温度对结构参数的影响
    3.3 瞬态电磁场
        3.3.1 空载瞬态电磁场
        3.3.2 满载瞬态电磁场
        3.3.3 随机负荷瞬态电磁场
        3.3.4 对比分析
    3.4 本章小结
4 基于矢量控制的永磁同步电机起动与制动性能研究
    4.1 瞬态模型
        4.1.1 坐标变换
        4.1.2 瞬态特性
    4.2 矢量控制原理
        4.2.1 传统PI矢量控制
        4.2.2 基于滑模速度控制器矢量控制
        4.2.3 基于典型二阶系统PI矢量控制
        4.2.4 SVPWM原理及空间电压矢量
    4.3 永磁同步电机起制动性能控制研究
        4.3.1 起动过程研究
        4.3.2 制动过程研究
    4.4 样机模拟试验
    4.5 本章小结
5 双滚筒永磁分别驱动带式输送机系统设计及研究
    5.1 硬件设计
        5.1.1 结构设计
        5.1.2 电路设计
    5.2 软件设计
        5.2.1 起动制动控制设计
        5.2.2 综合保护控制设计
        5.2.3 功率平衡控制
    5.3 机电耦合研究
        5.3.1 起动与制动方式
        5.3.2 机电耦合仿真实验
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果

(6)开关磁阻电机调速系统控制策略的研究与实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 SRM的发展概况及研究现状
        1.2.1 SRM的发展概况
        1.2.2 国内外的研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 SRM的工作原理及数学模型
    2.1 SRM的基本结构和工作原理
    2.2 SRM的基本方程
        2.2.1 电路方程
        2.2.2 机械方程
        2.2.3 机电联系方程
    2.3 SRM数学模型
        2.3.1 SRM的线性模型
        2.3.2 SRM的非线性模型
        2.3.3 SRM的准线性模型
    2.4 本章小结
第3章 传统控制方式原理及其MATLAB/Simulink仿真
    3.1 SRM的传统控制方法
        3.1.1 电流斩波控制
        3.1.2 电压斩波控制
        3.1.3 角度位置控制
    3.2 MATLAB软件的基本介绍
    3.3 SRM基本元件的Simulink仿真
    3.4 电流斩波控制策略仿真
    3.5 电压斩波控制策略仿真
    3.6 角度位置控制策略仿真
    3.7 本章小结
第4章 基于电流软斩波的分段PWM变占空比控制
    4.1 CCC的工作方式
    4.2 SRM电流脉动原因的分析
    4.3 脉宽调制技术的基本原理及优点
    4.4 基于电流软斩波分段PWM变占空比控制
        4.4.1 分段PWM占空比控制原理
        4.4.2 模糊控制器设计
        4.4.3 PWM占空比解析计算
    4.5 仿真模型搭建及结果分析
        4.5.1 基于电流软斩波分段PWM变占空比控制的仿真模型
        4.5.2 参数识别
        4.5.3 仿真结果分析
    4.6 本章小结
第5章 开关磁阻电机调速系统实验平台
    5.1 硬件平台的总体设计
    5.2 硬件设计
        5.2.1 整流滤波器
        5.2.2 功率变换器的硬件设计
        5.2.3 电压和电流采样调理电路设计
        5.2.4 数字控制器设计
        5.2.5 位置检测电路
        5.2.6 电机介绍
    5.3 软件设计
    5.4 实验研究
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文及主要成果
致谢

(7)开关磁阻电机转矩脉动抑制关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 开关磁阻电机研究概况
        1.2.1 转矩脉动抑制技术的研究方向
        1.2.2 国内外SRM的转矩脉动抑制技术研究
    1.3 论文主要研究内容及组织结构
第2章 开关磁阻电机控制系统构成及工作原理
    2.1 开关磁阻电机基本结构及工作原理
        2.1.1 SRM的基本结构
        2.1.2 SRM的工作原理
    2.2 开关磁阻电机的机电方程
        2.2.1 SRM的电路方程
        2.2.2 SRM的机械方程
        2.2.3 SRM的机电联系方程
    2.3 开关磁阻电机数学模型
        2.3.1 简化线性模型
        2.3.2 准线性模型
        2.3.3 非线性模型
    2.4 开关磁阻电机基本控制策略
        2.4.1 电流斩波控制
        2.4.2 电压PWM控制
        2.4.3 角度位置控制
    2.5 本章小结
第3章 开关磁阻电机控制及仿真分析
    3.1 电流斩波控制
        3.1.1 电流斩波控制
        3.1.2 改进后的电流斩波控制
        3.1.3 模糊逻辑规则
    3.2 转矩分配函数
        3.2.1 TSF的常用函数模型
        3.2.2 转矩逆模型( θ -T-i)的建立
    3.3 仿真分析
        3.3.1 电流斩波控制系统仿真
        3.3.2 改进后的电流斩波控制系统仿真
        3.3.3 基于TSF的改进后的电流斩波控制系统仿真
        3.3.4 仿真结果分析
    3.4 本章小结
第4章 开关磁阻电机控制系统设计
    4.1 系统硬件
        4.1.1 电源电路设计
        4.1.2 功率变换器及驱动电路设计
        4.1.3 电流检测电路设计
        4.1.4 转子位置检测电路设计
        4.1.5 位置磁环设计
    4.2 系统软件
        4.2.1 主程序流程设计
        4.2.2 子程序流程设计
    4.3 本章小结
第5章 SRM调速系统实验平台及实验分析
    5.1 SRM实验平台
    5.2 实验结果及分析
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
致谢
在学期间主要科研成果
    一、发表学术论文
    二、其它科研成果

(8)大功率双三相永磁同步电机驱动系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究的背景及意义
    1.2 电动汽车驱动系统概述
        1.2.1 电动汽车驱动电机的发展趋势
        1.2.2 电动汽车驱动系统的组成
        1.2.3 电动汽车驱动系统的性能要求
    1.3 多相永磁同步电机简介
        1.3.1 多相永磁同步电机的定义
        1.3.2 国内外研究概述
        1.3.3 多相永磁同步电机的控制策略
    1.4 研究内容及方法
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究方法
2 双三相永磁同步电机的数学模型
    2.1 引言
    2.2 六相静止坐标下的数学模型
    2.3 坐标与数学模型变换
        2.3.1 坐标变换的定义
        2.3.2 六相到两相静止坐标系的变换
        2.3.3 α-β坐标系到d-q坐标系的变换
        2.3.4 ABCUVW坐标系到d-q坐标系的变换
        2.3.5 α-β坐标系下的数学模型
        2.3.6 d-q坐标系下的数学模型
    2.4 仿真模型搭建与分析
    2.5 本章小结
3 双三相永磁同步电机的控制方法
    3.1 矢量控制方法
        3.1.1 弱磁控制
        3.1.2 最大输出功率控制
        3.1.3 最大转矩/电流控制
        3.1.4 i_d=0的控制
    3.2 SVPWM技术
        3.2.1 功率变换电路的空间电压矢量计算
        3.2.2 传统的二矢量SVPWM调制技术
        3.2.3 最大四矢量SVPWM调制技术
        3.2.4 优化的最大四矢量SVPWM调制技术
    3.3 仿真模型搭建与分析
    3.4 本章小结
4 双三相永磁同步电机驱动系统的设计与分析
    4.1 总体设计
    4.2 控制单元
        4.2.1 数字处理器的特性
        4.2.2 控制芯片的外围电路
    4.3 功率变换和驱动电路
        4.3.1 功率变换电路设计
        4.3.2 功率变换电路器件选型
        4.3.3 驱动电路设计
        4.3.4 IGBT过电压产生机理
        4.3.5 四种传统的驱动保护电路
        4.3.6 一种新型的IGBT驱动保护电路
        4.3.7 一种新型的IGBT驱动保护电路仿真验证
    4.4 检测电路
        4.4.1 电流检测电路
        4.4.2 位置检测电路
    4.5 保护电路
        4.5.1 电流保护电路
        4.5.2 电压保护电路
        4.5.3 温度保护电路
    4.6 软件设计
        4.6.1 主程序设计
        4.6.2 中断程序设计
    4.7 本章小结
5 结论
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果

(9)矿用电机车永磁电机驱动及能量回馈系统的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及选题意义
    1.2 矿用电机车发展的关键技术研究现状
        1.2.1 矿用电机车驱动电源
        1.2.2 电机车的驱动电机
        1.2.3 驱动电机的控制策略
        1.2.4 能量回馈系统的研究
    1.3 论文的研究内容
        1.3.1 矿用电机车驱动控制系统结构
        1.3.2 本文章节安排
2 永磁同步电机DTC基本理论及控制方案
    2.1 永磁同步电机数学模型及坐标变换
        2.1.1 常用坐标系与坐标变换
        2.1.2 永磁同步电动机数学模型
    2.2 永磁同步电机DTC理论及控制方案
        2.2.1 空间电压矢量形成
        2.2.2 定子磁链及电磁转矩控制
        2.2.3 开关矢量表的确定
        2.2.4 永磁同步电机DTC控制方案
    2.3 本章小结
3 矿用电机车十二扇区PMSM-DTC控制策略的研究
    3.1 十二扇区段DTC的提出
        3.1.1 电机驱动十二扇区直接转矩控制及电压矢量表
        3.1.2 磁链控制性能分析
        3.1.3 转矩控制性能分析
    3.2 电机车PMSM-DTC系统仿真分析与验证
        3.2.1 仿真软件介绍
        3.2.2 模块与仿真
        3.2.3 系统控制仿真
    3.3 本章小结
4 矿用电机车能量回馈制动过程分析与仿真研究
    4.1 矿用电机车电机驱动能量回馈原理的分析
        4.1.1 电机车驱动的四象限运动特性
        4.1.2 矿用电机车的PMSM能量回馈过程分析
    4.2 超级电容在矿用电机车能量回馈系统中设计分析
        4.2.1 超级电容器的原理分析
        4.2.2 超级电容器的等效回路模型
        4.2.3 超级电容器的参数计算
    4.3 开关准Z源DC/DC变换器
        4.3.1 开关准Z源变换器的拓扑
        4.3.2 开关准Z源变换器的工作原理
        4.3.3 开关准Z源变换器的控制策略
    4.4 能量回馈系统的结构
        4.4.1 常规制动能量回馈系统
        4.4.2 混合储能制动能量回馈系统
    4.5 电机车驱动能量回馈系统的仿真分析
        4.5.1 超级电容储能系统仿真分析
        4.5.2 矿用电机车能量回馈过程的仿真
    4.6 本章小结
5 控制系统软硬件设计
    5.1 控制系统的硬件设计
        5.1.1 主电路
        5.1.2 驱动隔离电路
        5.1.3 电压/电流检测电路
        5.1.4 转速检测电路
        5.1.5 过压过流保护
    5.2 控制系统的软件设计
        5.2.1 系统初始化流程
        5.2.2 主程序流程图
        5.2.3 DTC系统流程图
        5.2.4 能量回馈系统流程图
    5.3 实验系统平台
        5.3.1 系统运行试验
        5.3.2 实验结果分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要研究成果

(10)基于滑模扰动观测器的永磁同步电机控制(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 电机伺服控制策略
    1.3 扰动抑制策略国内外研究现状
        1.3.1 滑模变结构研究现状
        1.3.2 扰动观测器研究现状
    1.4 本论文研究的关键问题
    1.5 本论文的主要研究内容及结构安排
第2章 永磁同步电机数学模型及矢量控制
    2.1 永磁同步电机结构分类
    2.2 永磁同步电机数学模型
        2.2.1 三相静止ABC坐标系下电机模型
        2.2.2 坐标变换原理
        2.2.3 两相静止和旋转坐标系下电机模型
    2.3 永磁同步电机矢量控制
        2.3.1 永磁同步电机矢量控制方法简述
        2.3.2 永磁同步电机矢量控制系统
    2.4 空间矢量脉宽调制技术
        2.4.1 SVPWM基本原理
        2.4.2 电压矢量所在扇区判断
        2.4.3 扇区作用时间计算
        2.4.4 占空比计算
    2.5 本章小结
第3章 永磁同步电机控制方法
    3.1 滑模变结构控制基本原理
    3.2 扰动观测器基本原理
    3.3 模型参考自适应稳定性分析
        3.3.1 Popov超稳定性自适应估计
        3.3.2 Lyapunov稳定性自适应估计算法
    3.4 本章小结
第4章 基于幂次趋近律的永磁同步电机控制
    4.1 速度滑模控制器的设计
        4.1.1 新型趋近律的设计
        4.1.2 速度环滑模控制器设计
    4.2 仿真分析
    4.3 本章小结
第5章 基于扰动观测器和参数辨识的电机控制
    5.1 滑模扰动观测器的设计
    5.2 电机转动惯量参数识别
    5.3 仿真分析
    5.4 本章小结
第6章 控制系统设计与实验分析
    6.1 调速控制系统硬件
    6.2 调速控制系统软件设计
        6.2.1 ADC采样模块
        6.2.2 eQEP增强型正交编码脉冲模块
        6.2.3 转动惯量辨识与扰动观测估计
        6.2.4 电机初始位置确定
        6.2.5 ePWM模块
    6.3 实验分析
    6.4 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 研究展望
参考文献
攻读学位期间主要的研究成果
致谢

四、一种新型直接转矩控制方法的仿真研究(论文参考文献)

  • [1]有限时间控制协同广义比例积分观测器的感应电机矢量控制方法[D]. 罗嘉伟. 西安理工大学, 2021
  • [2]三相六开关容错逆变器驱动永磁同步电机模型预测控制研究[D]. 吴晓亮. 兰州交通大学, 2021(02)
  • [3]基于三滑模结构的永磁同步电机无传感器控制策略研究[D]. 罗雯. 兰州交通大学, 2021(02)
  • [4]单定子双转子盘式对转永磁同步电机滑模控制[D]. 孙学伟. 兰州交通大学, 2021(02)
  • [5]双滚筒永磁分别驱动带式输送机瞬态特性研究[D]. 王亮. 安徽理工大学, 2021(02)
  • [6]开关磁阻电机调速系统控制策略的研究与实现[D]. 潘广路. 曲阜师范大学, 2021(02)
  • [7]开关磁阻电机转矩脉动抑制关键技术研究[D]. 杨亭. 齐鲁工业大学, 2021
  • [8]大功率双三相永磁同步电机驱动系统研究[D]. 陈程. 安徽理工大学, 2021(02)
  • [9]矿用电机车永磁电机驱动及能量回馈系统的研究[D]. 戴云飞. 安徽理工大学, 2021(02)
  • [10]基于滑模扰动观测器的永磁同步电机控制[D]. 陈玄. 湖南工业大学, 2021(02)

标签:;  ;  ;  ;  ;  

一种新型直接转矩控制方法的仿真研究
下载Doc文档

猜你喜欢