永磁同步电动机矢量控制电压解耦控制研究.pdf

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1、电气传动2010年第4O卷第5期EIECTRICDRIVE2010Vo1．40No．5永磁同步电动机矢量控制电压解耦控制研究杨明，付博，李钊，徐殿国(哈尔滨工业大学电气工程系，黑龙江哈尔滨150001)摘要：永磁同步电动机采用i一0矢量控制方法，实现了电流的静态解耦，但动态耦合关系依然存在，这造成了动态过程中电流分量互相影响，尤其在高加减速过渡过程中动态耦合影响更为显著，使电动机的动态性能变差。归纳总结了3种基于矢量控制的电压解耦策略，理论分析其各自控制原理和特点，并对每种解耦方法进行仿真对比研究，最后通过仿真实验验证

2、了理论分析的结果。关键词：永磁同步电动机；矢量控制；动态耦合；电压解耦控制中图分类号：TM359文献标识码：AResearchonVoltageDecouplingControlofVectorControlforPermanentMagnetSynchronousMotorYANGMing，FUBo，LIZhao，XUDian—guo(Dept．ofElectricalEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，Heilongjiang，China)Abs

3、tract：Themethodid一0iSoneofvectorcontrolSmethodsofPMSM．Themethodmakescurrentde—coupleinastaticstate，butdynamiccouplingbetweend-qcurrentstillexist，whichcausesd—qcurrenteffectoneachotherindynamicprocessandalsocausesabaddynamicperformanceofPMSM．Theproblemofdy—namicc

4、ouplinghasparticularlyoutstandingwhenPMSMhighlyaccelerates／decelerates．Threevoltagedecou—piingmethodswassummarizedwhichbasedonvectorcontrol，bymeansoftheoreticalanalysisandsimulationstudying，contraststheperformanceofdifferentvoltagedecouplingmethods，intheend，simu

5、lationresultsconfirmthetheoreticalanalysis．Keywords；permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)；vector—control；dynamiccoupling；voltagedecouplingcontrol永磁同步电动机等效为直流电动机，实现了电机1引言定子电流励磁分量与转矩分量的解耦，但这仅实以高速度和高精度为基本特征的高速加工技现了二者的静态解耦，不能解除其动态耦合关系。术及其它技术的发展，促进了伺服电机和伺服驱永磁同步电动机数学模

6、型经坐标变换后i，i之动器的发展[1]。交流永磁同步电动机由于具有效间仍存在耦合，不能实现对i和i的独立调节。率高、功率因数高、力能指标好等优点[2]，在伺服特别是在高加减速过渡过程中，耦合影响加剧，造系统得到了广泛的应用。永磁同步电动机是一个成电磁转矩波动，降低系统对加速度的控制精度，多变量、非线性、强耦合对象，不易实现高性能控不能满足现代装备制造业对伺服系统高速、高精、制。近年来，许多新的非线性系统控制方法用于高加速度——三高一体的要求。若想使永磁同步永磁同步电动机的解耦控制，如滑模变结构控制，电动机获得最优的动、

7、静态性能，就必须解决i，模糊神经网络控制，自适应控制，逆系统解耦控i。的动态解耦问题]。制。～等。本文基于矢量控制i一0控制模型，归纳总目前的永磁同步伺服系统一般采用矢量控制结出目前研究电压解耦控制的3种控制策略：分技术进行控制。矢量控制利用坐标变换方法，将别是基于电流反馈解耦、内模控制和偏差解耦控基金项目：国家863计划重点项目(2008AA042602)作者简介：杨明(1978一)，男。博士，讲师，Email：yangming@hit．edu．cn24杨明，等：永磁同步电动机矢量控制电压解耦控制研究电气传动2010

8、年第4O卷第5期制等，建立理论模型分析它们各自的特点，并通过3电压解耦控制仿真结果验证了理论分析。3．1电流反馈解耦控制[1n2永磁同步电动机数学模型[。]图1所示的电压耦合影响可以通过电流反馈永磁同步电动机基于同步旋转d—q坐标系补偿的方式抵消掉。在d轴和q轴电流控制器的的电压方程：输出端分别引入与永磁同步电机d，q轴电压方fU