基于哈密顿的永磁同步电机控制及实验研究.pdf

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1、分类号UDC密级单位代码10151基于哈密顿的永磁同步电机控制及实验研究葛建强指导教师于双和职称教授学位授予单位大连海事大学———————————————————————————————————————一申请学位级别硕士学科(专业)控制理论与控制工程论文完成日期—兰凹!年6月10日答辩日期2011年6月30日答辩委员会主席ControlandExperimentResearchofPermanentMagnetSynchronousMotorBasedonHamiltonianTheoryAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInp

2、artialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringbyGeJianqiang(ControlTheoryandEngineering)ThesisSupervisor：ProfessorYuShuangheJune2011吣8⋯9肿7㈣5㈣9删8iiii●■-愀Y大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成硕士学位论文遂盔窒丝巡旦丝业杰继避。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已

3、在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：垄垄垄学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国

4、学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密口在年解密后适用本授权书。不保密d(请在以上方框内打“√一)日期：硎／年多月夕日中文摘要摘要在现代化工业生产中，交流传动已经成为传动领域的主要方式。现代化工业生产中，对电机控制系统有了更高的要求，为了使电机具有更高的精度，更宽的调速范围和更快的响应速度及强的干扰抑制能力，对电机本身和其控制策略方法进行研究成了一个很热门的研究方向。从电机本身来看，相比其它交流电机，永磁同步电机由于本身具有体积小，损耗低，效率高等诸多优良的特性，在生

5、产上以及在对能源的节约和环境的保护来看，对其进行研究是非常必要的。因此，研究高性能的永磁同步电机(PMSM)控制系统对现代化的工业及社会可持续发展都有着非常重要的意义。本课题围绕永磁同步电机的哈密顿模型展开研究。首先介绍了永磁同步电机的相关的历史。接着介绍了永磁同步电机的数学模型以及一些和永磁同步电机模型相关的一些数学坐标变换，这些都是进行后续研究的基础知识。然后就是针对控制系统的解决方案的研究以及针对解决方案的仿真及实物实验的验证。本文对两个永磁同步电机的控制系统进行了研究，首先进行了现在最常用的基于磁场定向控制的采用PI调节器的电机控制方法；然后主要针对本文研究的核心电机控

6、制算法，即基于哈密顿模型的电机控制算法进行了研究，采用互联与阻尼分配的无源性控制方法(IDA-PBC)推导出了电机的控制器算式并证明了系统的渐近稳定性。本文对该控制策略算法首先进行了simulink仿真，研究其控制性能和进行一些参数的调试，观察每个参数对系统性能的影响。然后在仿真出较好的结果的基础上，用DSP实验板对控制算法进行编程开发，并连接到实际的电机上以验证算法的有效性以及在实际使用中的控制性能。通过进行simulink的仿真研究表明，本文中基于哈密顿理论的电机控制算法控制性能相当优越，通过和其它各种方法的仿真比较，采用哈密顿理论导出的电机控制方法是控制性能最好的，而且设

7、计出来的控制器简单，参数少，且意义明确，调节简单。通过采用DSP控制系统进行实物电机的控制实验表明，该控制方法具有良好的静动态性能，证明了该控制方法的实际有效性。关键词：永磁同步电机；哈密顿；IDA-PBC；DSP英文摘要Abstractinmodemindustrialproduction，thefieldofACdrivehasbecomethemainformoftransmission．Themotorcontrolsystemhashigherrequirementsinmodem