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《基于MTPA的永磁同步电机的模糊控制.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。
1、一种IPMSM调速系统中的简化模糊逻辑控制目录一、IPMSM简介二、IPMSM调速系统的传统模糊控制三、IPMSM的MTPA控制四、一种结合MTPA的简化模糊控制五、仿真结果和分析六、结论一、IPMSM简介永磁同步电机（PMSM)根据永磁体的装嵌方式分为面装式PMSM和插入式PMSM（interiorpermanentmagnetsynchronousMotor,IPMSM）。对于IPMSM，由于永磁材料的磁导率近似于空气磁导率故具有凸极效应，结构性凸极会产生附加的磁阻转矩，在弱磁的恒功率区域具有更大的输出转矩，使IPMSM有更宽
2、广的调速范围。IPMSM的转子采用永磁体且没有绕组，控制的复杂性要低于异步电动机；同时由于其本身的高功率密度与高效率，使其在电动乘用车的应用领域发展前景十分广阔。目前技术已非常成熟的丰田“普锐斯”混合动力汽车的混联式混合动力系统“ToyotaHybridSystem”正是采用IPMSM作为驱动电机。1.表面安装式，永磁体贴装在转子的表面。2.内嵌安装式，永磁体部分或者全部嵌入转子。3.内置安装式，永磁体埋到转子的内部。旋转d-q轴坐标系下的IPMSM数学模型vd,vq:d轴和q轴定子电压id,iq:d轴和q轴定子电流R:每相定子电
3、阻Ld,Lq:d轴和q轴定子电感Te,TL:电磁转矩和负载转矩Jm:转动惯量Bm:摩擦系数P:极对数ωr:转子旋转角速度Ψf:连接定转子的磁通(2)(1)(3)二、IPMSM调速系统的传统模糊控制相比传统的控制器，引入模糊控制（FLC）的优点：FLC的设计不需要系统精确的数学模型。FLC相比传统的控制器具有更强的鲁棒性。FLC能处理任意复杂性的非线性情况。FLC使用的是根据人的逻辑制定的语言规则。由于FLC能处理非线性问题，所以可以认为负载中含有很多未知的非线性特性。因此可以用下式表示负载特性：A,B和C为任意常数，将式（4）带入
4、式（2）,整理得：(4)(5)将式（5）写成增量形式：(6)将式（6）以采样周期ts进行离散化，整理得：因此，电磁转矩Te可以写成：(7)(8)其中：令式（3）中的id=0，可以得到：(9)通过令id=0，建立了iq与Te的线性函数关系。因此，FLC控制器的输出iq*就能线性影响电磁转矩Te。(3)取Kω=ωr*，Ke=20，Ki=10。W的模糊集（A-2,A-1,A0,A1,A2）对应的语言值为：A-2=NH,A-1=NL,A0=ZE,A1=PL,A2=PHE的模糊集（B-1,B0,B1）对应的语言值为：B-1=NE,B0=ZE
5、,B1=PSI的模糊集（C-2,C-1,C0,C1,C2,C3）对应的语言值为：C-2=NH,C-1=NL,C0=PL,C1=NC,C2=PM,C3=PHΔωr，Δe，iq*的隶属度函数FLC遵循的规则：if∆ωrisPH(positivehigh),iq*isPH(positivehigh).if∆ωrisPL(positivelow),iq*isPM(positivemedium).if∆ωrisZE(zero)and∆eisPS(positive),iq*isPL(positivelow).if∆ωrisZE(zero)an
6、d∆eisNE(negative),iq*isNC(nochange).if∆ωrisZE(zero)and∆eisZE(zero),iq*isNC(nochange).if∆ωrisNL(negativelow),iq*isNL(negativelow).if∆ωrisNH(negativehigh),iq*isNH(negativehigh).例如：当W=0.2时：μ(PH)=0.5,μ(PL)=0.5当E=0.4时：μ(PS)=0.7,μ(NE)=0.3根据模糊规则：if∆ωrisPH(positivehigh),iq*is
7、PH(positivehigh).if∆ωrisPL(positivelow),iq*isPM(positivemedium).根据重心法：IPMSM传统FLC/id=0控制原理框图三、IPMSM的MTPA控制最大转矩电流比控制(maximumtorqueperampere,MTPA)的优点：（1）在定子电流给定的情况下，获得最佳的d、q轴电流分量，使得电机输出电磁转矩最大。（2）在输出电磁转矩给定的情况下，使电机输入电流最小。MTPA控制在不影响输出转矩的前提下可以降低电机的铜耗，提高运行效率，尤其是在汽车启动、加速以及爬坡时降
8、低电驱动系统的实际容量。id,iq,Ia的关系为：将式（10）带入式（3），再将Te对iq求导，令导数等于零，可以得到：(10)(11)式（11）能简化为：(12)解得id：(13)将解得的id代入式（3）得：(14)在实际应用中，Te和id、iq
