永磁同步电机模型预测控制研究

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1、论文分类号：２学校代码：１０７０８学号；１３０６０２４＾蘇Ａ鮮據夫峯ＳＨＡＡＮＸＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕ｉ学位论文Ｔ＇ｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ細同模型＾綱控制研＾１｜Ｉｎ一Ｉ指导教顯：獅卡ｉＨｐｉ■。＊１Ｊ｜胃ＩＩＶＭＩＩＪｉｌｌＢＢＢ５ＢＢＢＳＢＢＢＳＳＳＳＢＳＢＢＢＢＢＢＳｇｓ健Ａ舞據夫爹申请王挙题主学位论文论文题目；永磯同步电机模

2、型预测控制研究学科口类：工学一级学科：控制理论与控制工程培养单位：电气与信息工程学院硕±生：王文导师：郑恩让教授２０１６年６月ＲＥＳＥＡＲＣＨＯＦＭＯＤＥＬＰＲＥＤＩＣＴＩＶＥＣＯＮＴＲＯＬＦＯＲＰＥＲＭＡＮＥＮＴＭＡＧＮＥＴＳＹＮＣＨＲＯＮＯＵＳＭＯＴＯＲＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｅｄ化ＳｈａａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＰａｒｔｉａｌＦｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅ

3、ＲｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅＤｅｒｅｅｏｆｑｇＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅＢｙＷｅｎＷａｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＥｎｒａｎＺｈｅｎｐｇｇＪｕｎｅ２０１６永磁同步电机模型预测控制研究摘要一永磁同步电机的控制般选用常规ＰＩ控制器，但是常规控制器很难适应复杂的控制需求，而且控制效果易受到参数变化的影响。为了提高电机的效率而选择由工程应用上发展而来的模型预测控制（ＭｏｄｅｌＰｒｅｄｉｃｔｉｖｅＣ

4、ｏｎｔｒｏｌ，ＭＰＣ）算法，模型预测控制算法对模型参数的精度没有太大的依赖性，而且该算法是考虑到了过去的状态信息Ｗ及控制量对未来状态的影。响，但是模型预测控制存在计，所取的最优值是具有很好控制性能的算法算量大的缺点，这制约了其在运动控制系统中的应用，因此要寻找相关的办法克服这一缺点，使其能更好的应用于运动控制系统。所＾本文首先考虑如！何减小算法的计算量，再加入鲁棒性好的分数阶积分和滑模控制做相应的补偿。综上，，为了使永磁同步电机控制系统获得更好的性能提出了改进的模型预

5、测控制算法。本文的控制方案主要包括三个部分：（１）针对如何减小模型预测控制算法的计算量，首先只将模型预测控制算法应用于永磁同步电机的电流环控制，并且选取的预测模型是电机电流一。环固定的离散状态方程，而不选择在每周期内在线辨识接下来，对数学模型进行简化，去掉賴合和干扰项使么成为线性系统。这样就大大减少计算量，也并没有过多影响到模型预测控制算法的优点，但是对控制系统的精度和鲁棒性还是会有不良的影响。（２）针对预测模型精度不高而造成的模型失配问题，选取鲁棒性好的分数阶

6、积分补偿系统误差，并根据误差的变化情况来决定是否加入积分环节，，当误差为零或者是误差有减小的趋势时可［＾去掉积分环节的作用当误差有增大趋势时则加入积分环节的作用。泣样就提高了电流环的控制精度及系统的鲁棒性。（３）针对由于只在永磁同步电机的电流环控制中使用了模型预测控制算法，所Ｗ为了提高永磁同步电机控制系统的性能，速度环也需采用能提高一系统鲁棒性且不会有复杂计算的控制策略，所选用滑模变结构控制这算法作为永磁同步电机速度环的控制方法。而滑模变结构控制的抖振问题是需要解决

7、的，本文采用积分型Ｔｅｒｍｉｎａｌ滑模变结构控制能保证给定速度无静差，再加入千扰观测器与专家控制的思想，跟踪，及有限时间内收敛至平衡点１使滑模变结构控制的控制律降低并且可调，从而减小抖振问题。这样就能满足速度环控制的需求。这样改进模型预测控制算法应用于永磁同步电机控制系统中，通过Ｍａｔｌ化／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真，仿真结果表明该控制方法在降低了模型预测控制算法，保留了其控制的优点计算量的情况下，比常规的ＰＩ控制有更好的鲁棒性、。响应速度和控制精度而且模型预测控制来源于

8、王程实践，所可Ｗ更好的应用于实际中。，，，干犹观测关键词；永磁同步电机模型预测控制分数阶积分，滑模控制器ＩＩＲＥＳＥ乂ＲＣＨＯＦＭＯＤＥＬＰＲＥＤＩＣＴＩＶＥＣＯＮＴ民ＯＬＦＯＲＰＥＲＭＡＮＥＮＴＭ乂ＧＮＥＴＳＹＮＣＨＲＯＮＯＵＳＭＯＴＯＲＡＢＳＴＲＡＣＴＣｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＰＩｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｉｓｇｅｎｅｒａｌｌｙｕｓｅｄｉｎｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｓｙ打ｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒ．Ｂｕｔｉｔ