交流永磁同步电机高性能电流控制策略研究

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1、分类号学号M201272247学校代码10487密级硕士学位论文交流永磁同步电机高性能电流控制策略研究学位申请人：段秀东学科专业：控制理论与控制工程指导教师：李叶松教授答辩日期：2015年5月25日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyonHighPerformanceCurrentControlStrategyofACPermanentMagnetSynchronousMotorCandidate:DuanXiudongMajor:Contro

2、lTheoryandControlEngineeringSupervisor:Prof.LiYesongHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全

3、了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学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。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要目前，交流永磁同步电机在高端装备制造和工业自动化等领域已经得到广泛应用。为了使永磁同步电机具有高控制性能，就需要提高电机转矩响应特性，即实现电机电流环高响应控制。电流

4、环响应特性与电机参数、电流控制策略、系统实现方式等因素有关。本文针对电流控制环路存在的控制延时问题，从电流控制实现时序策略和电流控制策略两方面，研究控制延时的补偿方法，以提高电流响应速度。本文基于矢量控制系统模型，首先分析了电机实现过程中控制延时的特性，并从频率特性上研究了控制延时对电流环控制性能的影响。在此基础上，本文分析了三种已有电流环任务实现时序方式及其延时特性，给出了延时最优时序策略，并在Matlab/Simulink中搭建了仿真系统，对不同时序策略进行对比分析，仿真结果表明了延时最优时序策略的效果。为进一步提高电流环动态性能，本文将Smith预估器应用于电流环控制。结合控制系统

5、实现方式，本文对基于Smith预估控制的电流环系统频率特性进行了分析。由于Smith预估器的性能依赖系统模型参数，本文讨论了电机参数误差对于Smith预估控制策略的影响。通过仿真研究，表明了Smith预估控制策略的有效性和参数鲁棒性。在此基础上，本文设计了基于ARM cortexM4控制器的交流永磁同步电机控制系统，对上述时序优化策略和Smith预估控制策略的性能进行了对比实验研究。实验结果表明，应用延时最优时序策略，可以有效减小电流环延时；采用Smith预估控制策略，可以预估电流变化，对控制延时进行补偿。两种方案均可以有效提高电流环响应速度，改善电机动态性能。关键词：交流永磁同步电机电

6、流环控制控制延时时序策略Smith预估器I 华中科技大学硕士学位论文AbstractCurrently Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) has been widely used in advanced manufacture, industry robots and many other applications. To achieve high control performance of PMSM, primary attention should be paid to the dynamic performance of torq

7、ue current. The torque current dynamic characteristic is closely related to machine parameters, control strategies, project implementation and other factors. Focusing on the delay time in the current control loop, comp