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[学位]

基于永磁同步电机的模型参考自适应控制算法研究

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Author:

付建国 (付建国.)

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学位论文库

Abstract:

永磁同步电机具有高功率密度、高效率、高转矩惯量比和体积小等优点,因此在电气传动领域里获得了广泛的应用。在电机调速系统中,为了实现高精度、高动态性能的速度与位置控制,速度与位置的闭环必不可少,因此需要在转子轴上安装机械式传感器,以测量电机转子速度与位置。但是安装机械式传感器会增加系统的成本,因此无速度传感器控制技术成为永磁同步电机控制领域的一个研究热点。
本文首先介绍了传统的基于定子电流的模型参考自适应(Model Reference Adaptive System—MRAS)无速度控制算法。接着提出了基于定子磁链的MRAS算法和基于无功功率的MRAS算法。对这三种MRAS算法进行了参考模型和可调模型的建立,接着利用正实引理和波波夫(Popov)超稳定理论对该MRAS算法的稳定性进行了分析,并对其PI自适应律进行了推导。另外还对基于定子电流的MRAS算法和基于定子磁链的MRAS算法进行了小信号建模分析,并利用小信号模型对PI自适应参数进行设计。仿真研究表明上述三种MRAS算法都能较好的估算电机转速。
其次,本文分析了这三种MRAS算法对电机参数变化的敏感性。通过理论分析以及仿真验证发现基于定子电流的MRAS算法对电机各个参数变化的敏感性都很好;基于定子磁链的MRAS算法对电机参数变化的敏感性较差,实际中最好结合电机的参数辨识使用;基于无功功率的MRAS算法对电机参数变化的敏感性也很好,只有q轴电感的变化对其估算转速有影响。
最后,介绍了以TMS320F28335 DSP为控制核心的3kW永磁同步电机实验平台,通过Labview实现对电机实际转速和MRAS估算转速等变量的实时监控。基于该实验平台完成了上述三种永磁同步电机的MRAS算法相关实验,实验结果与理论分析和仿真结果相吻合,进一步验证了上述三种MRAS算法的有效性。

Keyword:

模型参考自适应系统 无速度传感器 永磁同步电机

Author Community:

  • [ 1 ] 西安交通大学电气工程学院

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Basic Info :

Degree: 工学硕士

Mentor: 王跃

Year: 2016

Language: Chinese

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30 Days PV: 12

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