永磁同步电机控制策略研究

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1、分类号TM341学校代号10462密级公开学号331201000002硕士学位论文7欠磁同步电机控制策略研究学位申请人：谢晓喬导师姓名及职称：曹玲芝教授专业名称：测试计量技术及仪器学科门类：工学论文提交日期：2015年6月ADissertationSubmittedtoZhengzhouUniversityofLightIndustryfortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringScienceResearchontheControlStrategyofPer

2、manentMagnetSynchronousMotorCandidate:XieXiaoleiSupervisor:Prof.CaoLingzhiMajor:TestingMetrologicalTechnology&InstrumentSchoolofElectricandInformationEngineeringZhengzhouUniversityofLightIndustryZhengzhou450002,P.R.ChinaJune2015郑州轻工业学院学位论文原创性声明本人郑重声明

3、：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作出了明确的声明并表示了谢意。本人学位论文与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。学位论文作者签名：年（月》曰关刚轻工业学院学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于郑州轻工业学院。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交

4、论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为郑州轻工业学院。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名指导教师签名忍沽年6月？曰lo年（月2曰摘要由于现代永磁材料的不断发展进步和永磁同步电机高功率密度、高可靠性、高效率、以及结构简单、体积小、重量轻等优点，这使得永磁同步电机作为执行机构或控制机构被广泛的应

5、用于航空、航天、数控机床、电动汽车等诸多生产和生活领域中，并且在纺织、印染、拉拔、造纸、轧钢等生产领域中要求对多台永磁同步电机进行同步控制。对永磁同步电机控制的好坏直接关系到生产的效率和产品的质量，本文为提高对永磁同步电机转速的控制精度，所做的工作和成果如下：1、本文首先分析了永磁同步电机的结构、数学模型和电压空间矢量PWM控制原理以及实现方法，在此基础上搭建了适用于永磁同步电机控制的电压空间矢量PWM控制的仿真模型，为永磁同步电机控制策略的研究提供了一个基础和平台。2、采用电压空间矢量PWM控

6、制时，永磁同步电机定子侧的电流含有高频噪声，而在对转速、电流的双闭环中的电流环进行PID控制时需要求电流的微分信号，在运用滑模变结构控制时也需要求信号的微分信号。当信号中含有噪声时，再用经典微分器求信号的微分信号时会对噪声进行放大，这样求得的微分信号就会被放大的噪声所淹没。为了解决这个问题，本文运用最速跟踪微分器求信号的微分信号，仿真结果表明：最速跟踪微分器克服了噪声放大效应，可以很好的去除信号中的噪声。3、永磁同步电机是一个多变量、变参数、强耦合的非线性系统，因此本文采用对参数变化及扰动不灵敏

7、的滑模变结构控制技术对其进行控制。但通过仿真分析发现，当采用线性滑模面与饱和函数相结合设计滑模变结构控制器时，虽然可以很好的削弱抖振，但是系统的控制精度却被严重的降低。为此，本文设计了非线性滑模面，并与饱和函数相结合设计了非线性滑模变结构控制器，仿真结果证明，运用本文设计的控制器对电机进行控制时，不但可以很好的削弱抖振，而且系统的控制精度也得到了较大提高。4、针对多电机同步控制时各台电机受到驱动性能不相同、负载扰动不一样的问题，本文设计了多电机相邻交叉耦合环形同步控制系统。根据电机和相邻电机的同

8、步误差方程、以及电机输出转速和设定转速的跟踪误差方程的特点，设计了非线性滑模变结构同步控制器，并将仿真结果和运用PID同步控制器、线性滑模变结构同步控制器的仿真结果进行对比，证明了基于相邻交叉耦合环形结构的多电机非线性滑模变结构同步控制系统在具有较好的同步性能的同时，系统的鲁棒性也很强。关键词：永磁同步电机；最速跟踪微分器；非线性滑模面；变结构控制；同步控制IABSTRACTPermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)servingasactuatingandcon