滑模控制永磁同步电机调速系统

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1、天津职业技术师范大学TianjinUniversityofTechnologyandEducation毕业设计专业：自动化班级学号：自0902-11学生姓名：林建平指导教师：韩春晓教授二〇壹叁年六月天津职业技术师范大学本科生毕业设计滑模控制永磁同步电动机调速系统SlidingModeControlforPMSMDriveSystem专业班级：自0902学生姓名：林建平指导教师：韩春晓教授学院：自动化学院2013年6月摘要对于转子直流励磁的同步电动机，若采用永磁体取代其转子直流绕组则相应的同步电动机就成为永磁同步电动机。而永磁同步电动机具有结构简单，体积小、重量轻、损耗小

2、、效率高、功率因数高等优点，主要用于要求响应快速、调速范围宽、定位准确的高性能伺服传动系统和直流电机的更新替代电机。由于永磁同步电动机对内部振动很敏感，所以引入了滑模变结构控制控制策略（SMC）以提高系统的鲁棒性。本文给出了一种变参数SMC方法，对SMC控制器进行设计并对其仿真和实验研究，该方案设计的SMC控制器表达式和PI控制一样简单，结果证明所设计的SMC控制器能有效的提高系统的鲁棒性和动态性。关键词：PI控制；永磁同步电动机；SMC控制；鲁棒性ABSTRACTForsynchronousmotorrotorDCexcitation,synchronousmotor

3、withpermanentmagnetrotorifreplacedtheDCwindingcorrespondingbecomesthepermanentmagnetsynchronousmotor.Thepermanentmagnetsynchronousmotorhastheadvantagesofsimplestructure,smallvolume,lightweight,lowloss,highefficiency,highpowerfactor,advantages,mainlyforfastresponse,widespeedrange,accurate

4、positioningandhighperformanceservodrivesystemandDCsubstitutemotor.Permanentmagnetsynchronousmotorisverysensitivetothevibration,sotheslidingmodevariablestructurecontrolstrategy(SMC)toimprovetherobustnessofthesystem.ThispaperpresentsamethodofvariableparametersSMC,SMCcontrollerisdesignedand

5、thesimulationandexperimentalstudyonSMCexpressionandPIcontroller,controlthedesignassimple,resultsshowthatthedesignedSMCcontrollercanimprovesystemrobustnessanddynamicperformanceeffectively.KeyWords：PIcontrol,Permanentmagnetsynchronous,Slidingmodecontrol,Robustness天津职业技术师范大学2013届本科生毕业论文目录1引

6、言11.1永磁同步电动机的发展概况和发展前景…………………………………….11.2永磁同步电机控制系统的发展历程11.3滑模控制永磁同步电动机的概述22永磁同步电动机的数学模型和工作原理42.1永磁同步电动机稳态方程42.2永磁同步电动机的双反应理论52.3永磁同步电动机的等效电路62.4永磁同步电动机的损耗和效率72.5永磁同步电动机的数学模型83控制器的设计113.1滑模变结构控制的基本定义113.2滑模变结构控制系统的原理和设计方法123.3滑模变结构控制的特点133.4SMC控制器的设计143.5稳定性分析153.6SMC控制器与PI控制器的比较……......

7、.........................................................164仿真和实验研究18结论21参考文献22致谢2424天津职业技术师范大学2013届本科生毕业论文1引言1.1永磁同步电动机的发展概况和发展前景近年来，随着电力电子技术的新型电机控制理论和稀土永磁材料，永磁同步电机的快速普及和应用的快速发展。与传统的电励磁同步电动机相比，永磁同步电机，特别是稀土永磁同步电机损耗少，效率高，节能效果明显。用永久磁铁激磁的永磁同步电机的，电机的结构比较简单，降低加工和装配的成本，并且消除了需要容