基于重复控制的永磁同步电机调速系统研究-论文.pdf

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1、第47卷第8期1I}机Vo1．47．No．82014往8月MICROMOTORSAug．2014基于重复控制的永磁同步电机调速系统研究马秀娟，张倩，张华强(哈尔滨工业大学(威海)电气工程系，山东威海264209)摘要：基于电压空间矢量调制的永磁同步电机调速控制模式，提出一种改善调速系统精度的重复控制方法。重复控制可使系统稳态运行无静差，将重复控制嵌入到矢量控制模式下的调速系统中，系统精度得到显著提高。仿真结果表明，采用重复控制策略，系统响应速度快、抗干扰性能好、稳态运行精度高，获得较好的动静态性能。关键词：永磁同步电机；电压空间矢量；重复控制；调

2、速系统中图分类号：TM351；TM341文献标志码：A文章编号：1001—6848(2014)08—0030．04StudyonSpeedRegulationSystemofPermanentMagnetSynchronousMotorBasedonRepetitiveControlMAXiujuan，ZHANGQian，ZHANGHuaqiang(HarbinInstituteofTechnologyatWeihai，WeihaiShandong264209，China)Abstract：Repetitivecontrolwasproposed

3、toimprovethespeedaccuracyofpermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)basedonspacevectorpulsewidthmodulation(SVPWM)．Thesystemhasnosteady-stateer—rorwithimplementationofrepetitivecontroller．Thesimulationresultsshowthatthesystemcanachievehigh-dynamicresponse，anti-jammingperformancesa

4、ndnearperfectspeed．Thedynamicandstaticperformanceofthecontrolsystemisimprovedgreatly．Keywords：PMSM；SVPWM；repetitivecontrol；speedregulationsystem0引言因而能够获得较好的动静态性能H。电机调速度的任务是控制转速，转速通过电磁1永磁同步电机的数学模型转矩改变。永磁同步电机是一个多变量、强耦合、为了建立永磁同步电机数学模型，首先作如下非线性的时变参数系统，很难直接通过外加信号准假设：①忽略铁心磁阻、忽略磁路饱和

5、、涡流损耗确地控制电磁转矩。矢量控制策略(也称为转子磁场和磁滞损耗；②气隙分布均匀，磁回路自感和互感定向控制)采用坐标变换对电机定子电流进行解耦，与转子位置无关；③忽略电枢反应，定子三相绕组将永磁同步电机在按磁链定向的同步旋转坐标系上在空间对称分布，气隙磁势和磁密在空间做正弦分等效成直流电机，从而模仿直流电机进行控制，调布。那么永磁同步电机ABC坐标系下的数学模型经速系统达到并超过传统直流电机调速性能指标要求。过坐标变换后得到由轴系下的数学模型2J，由轴系永磁同步电机的矢量控制方式很多，其中i=0的下定子磁链矢量表示为控制方式简单、应用广泛。本文

6、主要研究i=0时=d+j=Ldid+f+jLqi。(1)的电压空间矢量(SpaceVectorPWM，SVPWM)调制策略，结合重复控制方案控制永磁同步电机的调速式中，分别为定子直轴、交轴磁链分量，单系统。位为Wb；LL。分别为直轴、交轴同步电感，单位由于重复控制(RepetitiveControl，RC)可无静差为H；为转子磁链，单位为Wb；i分别为定跟踪参考信号，有效抑制周期性扰动，稳态精度高，子电流直轴、交轴分量，单位A。收稿日期：2014～01—09基金项目：国家自然科学基金(51377168)；科技部创新基金(11C2622370236

7、3)；山东省科技发展基金(2011GGH20411)。作者简介：马秀娟(1964)，女，博士，教授，研究方向为电力电子技术。张倩(1988)，女，硕士，研究方向为电力电子技术。张华强(1967)，男，博士，教授，研究方向为电力电子技术及应用。8期马秀娟等：基于重复控制的永磁同步电机调速系统研究·3J·电压矢量方程为采用SVPWM调制下的矢量控制策略。SVPWM调制方式是在电机空间形成圆形旋转磁场，产生恒定H=f++ja'rq'(2)的电磁转矩，以圆形旋转磁场为目标来驱动逆变器式中，为定子电压矢量，单位为V；f为定子电工作，该方法称作“磁链跟踪控制

8、”，对磁链轨迹流矢量，单位为A；R为定子电阻，单位为n；ccJ的控制是通过交替使用不同的电压空间矢量来为转子的电角速度，单位为rad／s