收藏本站
《浙江大学》 2014年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

永磁同步电机无差拍直接转矩控制系统研究

陈殷  
【摘要】:永磁同步电机具有体积小、功率密度高、效率高、响应快、运行可靠等优点,在交流调速系统中的应用越来越广泛,因此研究高性能的永磁同步电机控制系统具有重要的经济价值和社会意义。众所周知,交流调速系统的本质是对电机转矩进行控制,而直接转矩控制(DTC)将逆变器和电机视为一个整体,通过电压矢量的选择实现对电机转矩的直接控制,因此它具有结构简单、响应快、鲁棒性强等优点,是一种高性能的控制策略。直接转矩控制技术首先是针对异步电机提出,直到1997年,推出PMSM DTC方案,该方案提出后迅速受到众多学者的关注。本文以永磁同步电机DTC系统为研究对象,对DTC控制中的若干问题进行了仿真和实验研究,具体内容如下: 首先介绍了研究背景并对永磁同步电机控制策略的研究现状进行了综述,表明了永磁同步电机DTC是一种高性能的控制策略,并指出目前永磁同步电机DTC系统的研究热点:降低系统脉动的研究;无传感器技术;定子磁链观测等。对这三个热点方向的研究现状进行简单的介绍。 其次介绍了永磁同步电机的结构及不同坐标系下的数学方程。在永磁同步电机的数学离散化方程之上,结合无差拍控制技术提出了一种永磁同步电机无差拍直接转矩控制方法,并详细介绍了该控制方法的推导过程。然后对其进行了仿真和实验,对比传统DTC控制效果,验证了该控制方法的优越性,最后分析了该控制方法对电机参数的敏感度。 第三部分对滑模控制理论进行了研究。根据滑模控制原理,构建了滑模速度观测器,实现了永磁同步电机DB-DTC系统无传感运行。针对一些位置观测器应用在凸极永磁同步电机中会涉及计算复杂的问题,本文在基于有效磁链概念上设计了速度观测器。这种观测器适用于全速范围,且结构简单易于实现,随后对该观测器进行了仿真及实验。 第四部分针对大多数磁链观测器观测性能受电机参数影响的问题,在滑模控制的基础上设计了一种定子磁链观测器。这种观测器能准确地测定子磁链,且对电机电感参数敏感度低。该观测器设有电阻在线辨识功能,以减小电阻变化对磁链观测的影响。仿真和实验验证了该观测器的良好性能。 文章最后介绍永磁同步电机控制系统的硬件和软件的设计。对采样电路、信号调理电路、驱动电路等重要的硬件部分进行了设计说明,并给出了本文相关程序的设计流程图。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM341

免费申请
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴轩钦;谭国俊;宋金梅;李浩;;基于混合磁链观测器电励磁同步电机矢量控制[J];电机与控制学报;2010年03期
2 许峻峰,徐英雷,冯江华,许建平;永磁同步电机直接转矩控制中定子磁链的分析[J];电气传动;2005年01期
3 万宇宾;胡婵娟;万淑芸;;基于电压模型的定子磁链观测器及参数设计方法[J];电气传动;2006年03期
4 李永东;朱昊;;永磁同步电机无速度传感器控制综述[J];电气传动;2009年09期
5 唐任远;;稀土永磁电机发展综述[J];电气技术;2005年04期
6 雷晓瑜;曹广忠;;TMS320F28335及其最小应用系统设计[J];电子设计工程;2009年01期
7 李钟明,陈法善;稀土永磁电机[J];航空科学技术;1996年02期
8 穆效江;陈阳舟;;滑模变结构控制理论研究综述[J];控制工程;2007年S2期
9 刘金琨;孙富春;;滑模变结构控制理论及其算法研究与进展[J];控制理论与应用;2007年03期
10 胡军,朱东起,高景德;滑模观测器及其在无机械传感器永磁同步电机驱动系统的应用[J];清华大学学报(自然科学版);1997年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 强珊珊;颜文婧;江明;;无速度传感器永磁同步电机直接转矩控制系统仿真研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年04期
2 唐芬;金新民;周啸;童亦斌;;基于低通滤波补偿积分器的直驱型永磁风力发电机无位置传感器控制[J];北京交通大学学报;2011年05期
3 肖敏;史忠科;;主动攻击水雷出水姿态控制和弹道仿真[J];兵工学报;2010年09期
4 夏嵩;李擎;;直流电动舵机的离散模糊变结构控制[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2011年02期
5 黄骏;白连平;;永磁同步电动机控制方法研究[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2011年06期
6 彭亚为;杜彬;陈娟;;基于Ackermann公式的滑模控制设计方法[J];北京化工大学学报(自然科学版);2011年04期
7 彭露群;解仑;李崇坚;巩潇;孙铁;;自抗扰控制器在同步电机调速系统中的应用[J];北京科技大学学报;2012年01期
8 陈杰;靳添絮;白永强;;基于扩展状态观测器的变结构控制及其应用[J];北京理工大学学报;2009年04期
9 耿建华;张昌凡;罗成;;一种基于PWM的新型滑模控制器在BUCK变换器中的仿真研究[J];变流技术与电力牵引;2007年01期
10 赵凯岐;于中伟;;基于改进DTC-SVM的永磁同步电机伺服系统研究[J];变频器世界;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Design of Fuzzy Rule Based Novel Sliding Mode Controller for Buck Converter[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 刘志刚;李世华;;永磁同步电机的二阶自抗扰控制算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 李诺;王江;张荣华;;永磁同步电动机非线性负载的神经网络自适应控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 张细政;王耀南;;永磁同步电机无位置传感器双滑模鲁棒控制研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 ;The Rectangular Fluctuation Control of Improved Direct Torque Controlled Permanent Magnet Synchronous Machines Based on RBF Network[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 刘慧贤;丁世宏;李世华;陈夕松;;基于有限时间控制的永磁同步电机位置伺服系统[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 ;Sensorless Control for Brushless DC Motors Using Adaptive Sliding Mode Observer[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 靳添絮;刘立;陈树新;卢月品;;伺服系统位置控制中基于扩展状态观测器的变结构控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 ;The Sliding Mode Control Method of Grid-Connected Inverter Applied to Three-Phase Intermittent Power Supply[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 林伟杰;刘栋良;吴秋轩;;基于矩阵变换器的永磁同步电机直接转矩控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈江辉;Buck型逆变器高阶系统布尔型滑模控制及反馈线性化最优控制研究[D];华南理工大学;2010年
2 张红娟;变转速泵控差动缸及低能耗注塑机技术研究[D];太原理工大学;2011年
3 白殿春;下肢康复训练机器人控制策略与康复评价方法研究[D];沈阳工业大学;2011年
4 张勇;交通流的非线性分析、预测和控制[D];北京交通大学;2011年
5 王松;永磁同步电机的参数辨识及控制策略研究[D];北京交通大学;2011年
6 赵宏革;基于船舶电力推进系统直接转矩控制技术研究[D];大连海事大学;2011年
7 李正明;混合动力电动代步车关键技术的研究[D];江苏大学;2011年
8 刘子建;四象限级联型多电平高压大功率逆变器控制系统研究[D];中南大学;2010年
9 张平均;共振式水泥混凝土路面破碎车控制及故障诊断系统的关键技术研究[D];中南大学;2011年
10 王小方;260kVA无源软开关辅助变流器研究[D];中南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪步云;水下作业机械手抓取力伺服控制的研究[D];安徽工程大学;2010年
2 况清龙;基于逆变器的直流无源滤波器的优化设计及其可视化算法[D];南昌航空大学;2010年
3 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
4 王嘉男;海洋潜器全方位推进器主轴控制系统设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 于中伟;基于直接转矩控制的永磁同步电机伺服系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 雷家宁;三相光伏并网发电系统研究[D];长沙理工大学;2010年
7 徐向峰;7DOF空间机器人遥操作控制算法研究[D];河南工业大学;2010年
8 刘国栋;基于无传感器技术的永磁同步电动机直接转矩控制研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
9 许祥军;基于快速终端滑模的永磁同步电机直接转矩控制[D];长春工业大学;2010年
10 高贯祥;基于CRH3型动车电力牵引控制系统的研究[D];长春工业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨 霞,任 敏;专家控制的PID交流伺服系统的研究[J];燕山大学学报;2002年02期
2 张旭,瞿文龙;一种低速下磁链观测补偿的新方法[J];电工电能新技术;2003年03期
3 吴春华;陈国呈;孙承波;;基于滑模观测器的无传感器永磁同步电机矢量控制系统[J];电工电能新技术;2006年02期
4 孙宜标,郭庆鼎,孙艳娜;基于模糊自学习的交流直线伺服系统滑模变结构控制[J];电工技术学报;2001年01期
5 叶云岳,陆凯元;直线电机的PID控制与模糊控制[J];电工技术学报;2001年03期
6 田淳,胡育文;永磁同步电机直接转矩控制系统理论及控制方案的研究[J];电工技术学报;2002年01期
7 刘国海,戴先中;交流电机输入输出自适应解耦控制[J];电工技术学报;2002年01期
8 许峻峰,徐英雷,冯江华,许建平;基于改进型积分器的永磁同步电机直接转矩控制[J];电工技术学报;2004年07期
9 郑泽东;李永东;Maurice Fadel;;采用Kalman滤波器进行信号处理的高频信号注入法在电动机控制中的应用[J];电工技术学报;2010年02期
10 胡淑华,郑宝财,唐任远;稀土永磁电机的发展趋势——大功率化、高功能化、微型化[J];电工技术杂志;1995年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 窦汝振;高性能永磁交流伺服系统及其新型控制策略的研究[D];天津大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈保进,朱熀秋,王德明;无轴承永磁同步电机基本原理及研究现状[J];排灌机械;2003年01期
2 高瑾;胡育文;;调速型永磁同步电机参数优化设计的一种图形化方法[J];电工技术学报;2006年04期
3 马盟盟;吕振;;永磁同步电机直接转矩控制系统[J];辽宁工程技术大学学报;2006年S1期
4 叶劲松;郭雨田;;同步电机启动时跳闸分析[J];江苏水利;2006年07期
5 王步来;;高效节能永磁同步电机的设计研究[J];电机技术;2006年02期
6 李永刚;尹永雷;;基于双CPU的永磁同步电机全数字伺服系统设计[J];电气技术;2006年10期
7 石坚;汤宁平;谭超;;永磁同步电机无位置传感器控制系统[J];电机与控制学报;2007年01期
8 欧阳红林;成兰仙;;多相永磁同步电机模糊神经网络控制调速系统[J];电机与控制学报;2007年02期
9 高敏;;永磁同步电机速度环的滑模变结构控制[J];科技广场;2007年03期
10 刘素芳;刘素平;;电动汽车用永磁同步电机模糊控制仿真[J];山西电子技术;2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄明星;叶云岳;范承志;;复合永磁同步电机的设计与分析[A];2006年全国直线电机学术年会论文集[C];2006年
2 刘贤兴;霍群海;;优化的永磁同步电机滑模变结构控制仿真[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
3 张瑜;路尚书;李崇坚;赵晓坦;李凡;段巍;安虹;雷鸣;;三电平同步电机转子磁场定向控制系统介绍[A];中国计量协会冶金分会2008年会论文集[C];2008年
4 张瑜;路尚书;李崇坚;赵晓坦;李凡;段巍;安虹;雷鸣;;三电平同步电机转子磁场定向控制系统介绍[A];2008全国第十三届自动化应用技术学术交流会论文集[C];2008年
5 王本振;柴凤;程树康;;径向和切向结构永磁同步电机的性能研究[A];第十三届中国小电机技术研讨会论文集[C];2008年
6 尹忠刚;钟彦儒;张瑞峰;曹钰;;永磁同步电机无速度传感器新颖控制策略综述[A];第三届数控机床与自动化技术专家论坛论文集[C];2012年
7 孙永海;刘建明;高建民;;一起同步电机不能拖动负载的故障探讨[A];鲁冀晋琼粤川辽七省金属(冶金)学会第十九届矿山学术交流会论文集(机械电气卷)[C];2012年
8 王丽梅;;电动汽车永磁同步电机控制器硬件设计[A];西南汽车信息:2011年上半年合刊[C];2011年
9 龙晓军;于双和;杨振强;杜佳璐;;基于自抗扰技术的永磁同步电机调速方法[A];2011年中国智能自动化学术会议论文集(第一分册)[C];2011年
10 朱洪成;谢宝昌;;独立变桨永磁同步电机设计[A];第十八届中国小电机技术研讨会论文集[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 张永法;F2TP永磁同步电机掀起节能革命[N];中国纺织报;2007年
2 罗晖;尤尼康欲领航国产高端变频器市场[N];科技日报;2008年
3 世淮;变频器发展趋势浅析[N];中国电力报;2006年
4 杨雄飞;轧机高效传动技术[N];世界金属导报;2012年
5 陈开胜;变频器发展凸显六面[N];中国电力报;2007年
6 文利;自主创新破题国产高端变频器[N];中国高新技术产业导报;2008年
7 本报记者 高博;好看好玩好用的新玩意儿[N];科技日报;2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 史婷娜;低速大转矩永磁同步电机及其控制系统[D];天津大学;2009年
2 王松;永磁同步电机的参数辨识及控制策略研究[D];北京交通大学;2011年
3 严欣平;无轴承永磁同步电机电磁设计与控制策略研究[D];重庆大学;2008年
4 江善林;高速永磁同步电机的损耗分析与温度场计算[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 张辉;永磁同步电机变频驱动鲁棒控制策略研究[D];中国矿业大学;2011年
6 杨建飞;永磁同步电机直接转矩控制系统若干关键问题研究[D];南京航空航天大学;2011年
7 刘侃;永磁同步电机多参数在线辨识研究[D];湖南大学;2011年
8 钱苗旺;基于现代控制理论的永磁同步电机控制研究[D];中国矿业大学;2013年
9 吴世华;电动汽车用永磁同步电机设计方法及相关问题的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 侯利民;永磁同步电机传动系统的几类非线性控制策略研究及其调速系统的实现[D];东北大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗锋;电梯用永磁同步电机的设计[D];湖南大学;2008年
2 王磊;永磁同步电机非线性控制算法研究[D];大连海事大学;2009年
3 俞佳琦;新型永磁同步电机的控制系统设计[D];浙江大学;2010年
4 李亚楠;三级式同步电机变频交流起动/发电系统的研究[D];南京航空航天大学;2011年
5 郑超迪;基于自适应永磁同步电机直接转矩控制系统的研究[D];华南理工大学;2011年
6 霍群海;永磁同步电机直接转矩控制系统研究[D];江苏大学;2006年
7 张舒童;永磁同步电机无位置传感器控制技术研究[D];南京理工大学;2008年
8 罗旭堂;混合动力汽车永磁同步电机控制系统研究[D];哈尔滨理工大学;2011年
9 徐福增;电动汽车用永磁同步电机设计及关键技术研究[D];沈阳工业大学;2012年
10 吴利刚;基于模糊逻辑的永磁同步电机控制算法研究[D];大连海事大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026