永磁同步电动机的模糊离散控制

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1、分类号：TM351                                      密级： UDC：62                                          学校代码：11065硕士学位论文 永磁同步电动机的模糊离散控制周益峰指导教师于金鹏副教授学科专业名称控制科学与工程论文答辩日期2015年6月6日摘要永磁同步电动机（PMSM）具有构造简单、维护和制造成本低、使用寿命长等优越的性能，在高性能的交流伺服控制领域中得到了普遍重视和大量应用。从控制的角度看，永磁同步电动机是变量多、耦合性非常强的控制对象，并且很容易受到外部

2、负载以及电动机相关参数变化的影响。因此，研究优越的电动机控制方法，提升永磁同步电动机控制系统的动静态性能有重要的理论和实际意义。随着数字技术的发展和广泛应用，先进控制方法的计算机实现有了很快发展。事实上，数字微处理器技术的快速发展给离散控制系统带来相当大的变化，使其具有运行成本较低、应用更灵活方便等特点。这激发了研究人员在离散控制领域的兴趣，并决定了离散控制方法的发展。为了获得永磁同步电动机良好的控制性能，经过研究人员的不懈努力，获得了不少重要成果，例如线性化控制、滑模变结构控制和反步控制等。然而，这些方法是针对永磁同步电动机系统连续模型设计的，对其离散模型

3、控制方法的研究还没有得到足够重视。基于对上述问题的考虑，针对LdqL（Ld和Lq为dq坐标系下的定子电感）的内置式永磁同步电动机（IPMSM），提出了基于自适应模糊逼近的IPMSM离散跟踪控制。论文的主要研究成果如下：1.根据内置式永磁同步电动机的连续时间系统动态模型，通过欧拉方法来直接离散化得到IPMSM系统的等效离散数学模型。2.根据IPMSM系统的等效离散数学模型，基于反步法，设计IPMSM传动系统的速度跟踪、位置跟踪控制，并用递推方法解决了在应用反步法设计控制系统的过程中遇到的“因果矛盾”问题。通过应用模糊控制理论逼近IPMSM离散控制系统设计中

4、遇到的非线性项，解决了系统的非线性耦合问题以及参数扰动等不确定因素。3.利用李雅普诺夫稳定性分析理论来证明IPMSM模糊离散跟踪控制系统的稳定性。所设计出来的IPMSM模糊离散位置跟踪控制器和速度跟踪控制器可以确保控制系统能够很好地跟踪IPMSM期望的位置信号和速度信号，并且对永磁同步电动机参数变化和负载转矩扰动具有良好的稳定性。4.在Matlab7环境下对IPMSM模糊离散跟踪控制系统进行仿真实验研究，证实所提出控制方法的可行性和准确性。关键词：永磁同步电动机；离散；反步法；模糊控制；跟踪控制AbstractPermanentmagnetsynchrono

5、usmotors(PMSMs)hasbeenwidelyusedinthefieldofhigh-performanceACservosystembecauseofitsconsiderableadvantagessuchassimpleconstruction,lowmaintenanceandmanufacturingcostandlonglife.Fromtheperspectiveofcontroltheory,PMSMsareusuallymultivariableandhighlycoupledandtheyareverysensitivetoe

6、xternalloaddisturbancesandparametervariations.Therefore,thestudiesofadvancedcontrolmethodstocontrolthePMSMstogettheperfectdynamicandstaticperformanceareofimportanttheoreticalandpracticalsignificance.Theadventofdigitaltechnologyanditswidespreadusehaverevolutionizedthecomputer-basedi

7、mplementationofadvancedcontrolschemes.Infact,recentadvancesindigitalmicroprocessortechnologyhavegivenconsiderablecredittodiscrete-timecontrolsystems,exhibitingrelativelylowoperationalcostandflexibilityinimplementation.Thishasmotivatedaninterestingresearchactivityintheareaofdiscrete

8、-timecontrolandhasdetermin