基于模糊控制的永磁同步电机矢量控制系统的研究

【摘要】：随着科学技术的发展,永磁同步电动机(PMSM)得到了广泛的的发展和应用。尤其是在要求高控制精度和高可靠性的场合,如国防、航空、航天、数控机床、加工中心、机器人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。 传统永磁同步电机控制器的设计方法一般要求对系统参数精确了解以便对控制规律进行整定,然而在实际运行中,系统的参数会经常变化,要保证优良的系统性能必须对控制器进行相应的调整。模糊控制等智能控制策略,都具有不依赖于对象的数学模型、鲁棒性强的优点,能够很好地克服伺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性能。 本文研究的是基于模糊控制的永磁同步电机矢量控制系统。首先建立了不同坐标系下的数学模型,在此基础上给出了永磁同步电机矢量控制原理及常用的控制方法,给出了系统控制框图。然后对空间电压矢量PWM(SVPWM)技术做了较详细的理论阐述;并利用假定旋转坐标法(HRF)对转速进行估算,实现了无速度传感器的闭环控制。再次,在PMSM数学模型和矢量控制原理的基础上,用MATLAB/SIMULINK建立了永磁同步电机矢量控制仿真模型,并对仿真结果进行了分析,表明所建系统的模型具有可行性。 最后了用MATLAB GUI工具箱设计了模糊PI控制器,对基于模糊PI控制的PMSM矢量控制系统进行了仿真分析,仿真结果表明,系统具有较好的动态性能和鲁棒性。 所有这些工作阐明了永磁同步电机矢量控制系统的原理、方法和性能,对今后研究永磁同步电机矢量控制系统和提高系统的性能具有参考意义。