永磁同步电机伺服系统的滑模变结构控制研究

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1、中图分类号：TM341密级：公开UDC：本校编号：硕士学位论文论文题目：永磁同步电机伺服系统的滑模变结构控制研究研究生姓名：秦超学号：0211419学校指导教师姓名：高锋阳职称：副教授申请学位等级：工学硕士学位专业：电力电子与电力传动论文提交日期：2014.6.12论文答辩日期：2014.6.9万方数据硕士学位论文永磁同步电机伺服系统的滑模变结构控制研究ResearchonSlidingModeVariableStructureControlinPermanentMagnetSynchronousMotorServoSystem作者姓名

2、：秦超学科、专业：电力电子与电力传动学号：0211419指导教师：高锋阳副教授完成日期：2014年4月22日兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰州交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权

3、书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据兰州交通大学硕士学位论文摘要伴随着现代工业科技的迅猛发展，交流伺服系统的应用日益广泛，采用先进控制策略的永磁同步电机伺服系统已经成为高性能伺服系统发展的热点方向。滑模变结构控制具有结构简

4、单、对参数变化及外界扰动不敏感等优点。将滑模变结构与永磁同步电机相结合，应用滑模变结构控制的优良特性来提高伺服系统的性能，具有重要的实际价值和意义。论文首先建立永磁同步电机伺服系统的数学模型，深入研究永磁同步电机矢量控制方法，并在此基础上确定基于i=0转子磁场定向的永磁同步电机矢量控制方案。其次d采用SVPWM(SpaceVectorPulseWidthModulation,电压空间矢量)调制技术建立电流、转速、位置的三闭环控制的永磁同步电机伺服系统。最后，结合先进控制策略滑模变结构控制理论，以永磁同步电机矢量控制系统为研究对象分别在速

5、度环、位置环设计出改进的滑模变结构控制器，并与PI控制器在系统运行的不同阶段分别作用，对系统的性能进行优化。其中，速度环应用滑模变结构指数趋近率控制方法，并对指数趋近率进行简化设计；位置环应用滑模变结构等效控制方法，并将其切换参数设计成与位置误差、滑模面积分有非线性关系的变量，进一步提高系统的动静态性能和鲁棒性。论文通过Matlab/Simulink及编程对系统进行仿真建模，模拟了传统PI控制、改进型滑模变结构控制永磁同步电机伺服系统的运行过程。仿真结果验证了改进的控制方法克服了传统PI控制理论设计时系统对参数变化及负载扰动敏感等问题；

6、并证明了改进的滑模变结构控制方法对滑模固有抖振有明显的抑制作用，且增强了永磁同步电机伺服系统的鲁棒性和动静态性能。关键词：永磁同步电机；伺服系统；滑模变结构控制；矢量控制；鲁棒性论文类型：应用基础研究-I-万方数据永磁同步电机伺服系统的滑模变结构控制研究AbstractWiththedevelopmentofmodernindustrialization,ACservosystemwithpermanentmagnetsynchronousmotoriswidelyusedinmanyareas.Slidingmodecontrolst

7、rategyhasmanyadvantages,suchassimplestructure,insensitivitytoparametervariationandexternaldisturbance.Byusingtheadvantagesofslidingmode,slidingmodevariablestructurecontrolbasedonthepermanentmagnetsynchronousmotorhasveryimportantpracticalsignificance.Firstly,themathematic

8、almodelofthepermanentmagnetsynchronousmotorisbuiltinthisdissertation,whilevectorcontrolstrategyonperman