潜水器浮力调节机构pmsm驱动控制系统设计

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1、中文图书分类号：TM331密级：公开UDC：62-5学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目:潜水器浮力调节机构PMSM驱动控制系统设计论文作者:牟蓬涛学科:控制科学与工程指导教师:宋建国副教授论文提交日期:2016年5月UDC：62-5学校代码：10005中文图书分类号：TM331学号：S201302152密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目：潜水器浮力调节机构：PMSM驱动控制系统设计英文题目：PMSMDRIVEANDCONTROLSYSTEMDESIGN：FORSUBMEISIBL

2、EBUOYANCYCONTROLMECHANISM论文作者：牟蓬涛学科专业：控制科学与工程研究方向：电力电子与电气传动申请学位：工学硕士指导教师：宋建国副教授所在单位：电子信息与控制工程学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的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，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它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

3、明确的说明并表示了谢意。签名：牟蓬涛日期：2016年6月7日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：牟蓬涛日期：2016年6月7日导师签名：宋建国日期：2016年6月7日摘要摘要随着人类对海洋领域探索的不断发掘和深入研究，各国对水下无人航行器的技术研究需求也越来越迫切。水下无人航行器要实现水下浮力体积控制必须通过浮力调节装置。浮

4、力调节装置不仅要在不同海水深度下实现浮力体积的改变，还需要给航行器实时精确反馈浮力体积值以满足整机浮力控制功能。介绍了一种用于上述浮力调节装置的PMSM驱动控制系统设计，对其工作原理、闭环控制理论、控制算法、软硬件设计及实测性能进行了研究。针对浮力调节装置与PMSM驱动控制器的系统设计展开阐释。通过坐标变换，把PMSM三相控制量变成dq轴互相垂直旋转的电流量，对其单独进行调控；对矢量控制技术、控制算法以及SVPWM原理进行研究；最终确定了以最大转矩电流比控制为主体，以弱磁控制为补充的控制策略；分析了整个系统的设计构架；测量了部分重要

5、电机参数及转子初始位置补偿角；明确了增量式PI调节及其在系统中的应用；依据Matlab/Simulink，构建驱动控制系统整体模型，对SVPWM模块和驱动控制系统各个子模块仿真，对仿真结果整理、分析；搭建了以TMS320F28335DSP为控制核心的硬件电路，各电路子模块也细致的设计、推导、修改、完善；基于CCS3.3开发平台对主控单元进行软件编程；搭建实验平台完成试验，对实验结果分析研究，进一步完善该系统。PMSM驱动控制系统能够实现浮力体积的改变，进而使航行器在不同海水深度下自由航行，这对于海水养殖、海洋渔业开发、海下观光旅游等

6、海洋资源的开发利用以及海底矿产探测与开发等具有重要的经济效益，对于我国发展海军潜艇具有重要的借鉴和战略意义，对大型潜深航行器的研究具有很高的工程应用价值和一定的开发理论指导价值。关键词：浮力调节装置；PMSM；最大转矩电流比控制；弱磁控制；矢量控制技术；SVPWMIAbstractAbstractAlongwiththepeopletofurtherstudyandutilizationofmarineresources,UUV(UnmannedUnderwaterVehicle)hasbeenattachedimportanceb

7、ythepeople.ThebuoyancyandvolumeregulatingsystemofUUVmustbecontrolledbyrelatedbuoyancyregulatingdevices,whichcannotonlychangethebuoyancyvolumeinaccordancewithdifferentdepthofseawater,butalsotransmitaccuratebuoyancyvolumetoUUVinrealtimetorealizecapabilities.Thisthesisisd

8、esignedtointroduceoneofthebuoyancyregulatingdevices,PMSMvectorcontrolsystem,includingtheoperationalprinciple,closedlo