基于分段调制策略的永磁同步电机直接转矩控制系统研究

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1、分类号⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一UDC⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯密级⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯编号⋯⋯⋯：⋯⋯⋯⋯．．中南大学CENTRAI，SOUTHUNIVERSITY硕士学位论文论文题目学科、专业研究生姓名导师姓名及专业技术职称⋯蒸王分肇逦趔身量喳撒塞礁罔．壹鱼机⋯⋯⋯⋯直接转缒揎制孟缜研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯捏烈科学复．王翟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一徐慎煞⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯履⋯圉⋯黎⋯。熬。撬⋯⋯⋯⋯⋯原创性声明lIIIIIIIIIIIIIIIIIlY1916123本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的

2、研究成果。尽我所知，除了论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，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在在论文中作了明确的说明。本人权保留学文的全部学校可根作者签名作者签名：；金：巨纽．日期：—丛年上月盟日关于学位论文使用授权说明摘要永磁同步电机(PMSM)具有体积小、效率高、结构简单等优点，在要求高控制精度和高可靠性的场合，比如航空航天、数控机床、雷达与各种军用武器跟随系统及机器人等方面获得了广泛的应用，在现代

3、交流电机中也占有举足轻重的地位。论文首先对永磁同步电机结构及特点进行了分析，继而给出了永磁同步电机在不同坐标系下的数学模型；深入探讨了直接转矩控制在永磁同步电机上的应用理论基础，分析了电压矢量对电机电磁转矩和定子磁链的控制作用；在此基础上给出了永磁同步电机直接转矩控制原理结构框图。针对直接转矩控制所存在的转矩和定子磁链脉动问题，本文在分析空间矢量调制直接转矩控制和滑模变结构直接转矩控制的基础上，提出了基于分段调制策略的直接转矩控制，利用滑模变结构对系统参数变化和负载扰动不敏感、鲁棒性好、响应速度快的优点来克服电压

4、模型磁链观测的缺陷。在此基础上，借助Matlab／Simulink工具，对所提出的控制策略进行仿真，得到了与理论分析一致的仿真实验结果，验证了理论的可行性。最后，设计了以DSP处理器为核心、整流器和智能功率模块为主电路的系统硬件平台，并给出了系统软件各模块的流程图。关键词永磁同步电机，直接转矩控制，滑模控制，空间矢量调制，分段调制ABSTRACTPermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)ischaracterizedbysmallvolume，highefficiency,simp

5、lestructureandSOonandithasbeenwidelyusedinfieldswhichrequirehighcontrolaccuracyandreliability,suchasaerospace，digitalcontrolmachinetools，radarandavarietyofmilitaryweaponsystemsandrobotics，italsooccupiesapivotalpositioninmodemACmotonThestructureandcharacterist

6、icsofPMSMareanalyzedfirstlyinthispaper,themathematicalmodelsofPMSMindifferentcoordinatesystemsaregiven．Thepaperdeeplystudiestheoriesofdirecttorquecontrol(DTC)basedonPMSM，analysesthecontrolactionsofvoltagevectorstoelectromagnetictorqueandmotorflux．Accordingtot

7、hementionedtheories，thepapergivestheblockdiagramofdirecttorquecontrolprincipleforPMSM．TosolvetheproblemsofthetorqueandthefluxripplesintheDTCsystem，thispaperpresentsadirecttorquecontrolschemebasedonsegmentalmodulationmethod，afteranalyzingDTCstrategiesusingspac

8、evectormodulationandslidingmode．Theschemetakesadvantagesofthefeaturesofslidingmodethatitisinsensitivetosystemparametervariationsandloaddisturbances，aswellasgoodrobustnessandfastresponse，t