双PWM永磁同步电力驱动系统控制策略研究

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1、学校代号10532学号S150900665分类号TM46密级公开硕士学位论文双PWM永磁同步电力驱动系统控制策略研究学位申请人姓名聂滢培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称黄守道教授学科专业电气工程研究方向电机驱动论文提交日期2018年4月25日学校代号：10532学号：S150900665密级：公开湖南大学硕士学位论文双PWM永磁同步电力驱动系统控制策略研究学位申请人姓名：聂滢导师姓名及职称：黄守道教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电气工程论文提交日期：2018年4月25日论文答辩日期：2018年5月20日答辩委员会主席：王辉教授ResearchonControlStrateg

2、yofDual-PWMPermanentMagnetSynchronousPowerDriveSystembyNIEYingB.E.(Xi'anUniversityofTechnology)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinElectricalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorHuangShoudaoApril,2018学位论文原创性声明学位论

3、文版权使用授权书I双PWM永磁同步电力驱动系统控制策略研究摘要随着科技的发展与进步，电机本体一体化设计的出现和电机控制技术日渐成熟，装甲车等特种车辆的传动方式由机械传动逐渐向电传动方向发展。特种车辆电传动系统的本质为双PWM永磁同步电力驱动系统，因此本文选取双PWM永磁同步电力驱动系统为研究对象，对永磁同步发电子系统、永磁同步调速子系统及整个驱动系统的控制策略展开研究，具有重要的参考价值和研究意义。首先，本文介绍了双PWM永磁同步电力驱动系统的运行原理，并依据坐标变换原理，把永磁同步电机ABC坐标系的数学模型，先变换到αβ坐标系，再变换到dq坐标系。在建立的数学模型基础上，推导出永磁同步发

4、电子系统的运行特性和永磁同步调速子系统的运行特性，为下文研究打下理论基础。然后，针对双PWM永磁同步电力驱动系统中的永磁同步发电子系统传统矢量控制策略的不足，设计永磁同步发电子系统的电流内模解耦控制器。为了验证控制策略的可行性，与传统矢量控制进行对比实验；为了验证系统对自身参数的鲁棒性，改变系统的参数进行对比实验。仿真结果表明，内模解耦控制不仅改善系统的动静态性能，增强系统的鲁棒性，而且简化了参数调试的步骤。接着，针对双PWM永磁同步电力驱动系统中的永磁同步调速子系统传统矢量控制策略的不足，在永磁同步调速子系统中引入滑模控制方法，并分别设计永磁同步调速子系统的转速滑模控制器与电流滑模控制器

5、。为了验证控制策略的可行性，与传统矢量控制进行对比实验；为了验证系统对自身参数的鲁棒性，改变系统的参数进行对比实验。由仿真结果可知，滑模控制改善了系统的动静态性能，增强了系统的鲁棒性。最后，本文根据模型参考自适应原理，设计了转矩观测器，通过仿真验证了其动静态性能。并针对传统的双PWM永磁同步电力驱动系统直流母线电压波动大的问题，本文提出了转矩前馈控制策略，即将永磁同步调速子系统的负载转矩信息前馈给永磁同步发电子系统。为了验证控制策略的可行性，对系统的两种不同的控制策略，分别比较其引入转矩前馈控制前后系统的控制性能，分析仿真结果可知，双PWM永磁同步电力驱动系统不论采用传统的矢量控制策略，还

6、是内模控制策略与滑模控制策略，转矩前馈控制策略地引入，都使得直流母线电压波动大大减小且响应速度更快，明显地提高了系统的控制精度。关键词：双PWM永磁同步电力驱动系统；内模控制；滑模控制；转矩前馈控制II硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentandprogressofscienceandtechnology,theappearanceofintegrateddesignofmotorbodyandmotorcontroltechnologyisbecomingmoremature,thetank,armoredvehiclesandotherspecialvehic

7、letransmissionmodefromthemechanicaltransmissiongraduallytothedirectionoftheelectricdrive.Theelectricdrivemodeofspecialvehicle,itssysteminessenceisdual-PWMpermanentmagnetsynchronouspowerdrivesystem,sothispaperchoo