【摘 要】
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永磁同步电动机由于具备体积较小,工作效率高等优势而广为应用,直接转矩控制是电机使用的主要控制方式,传统直接转矩控制一般使用开关表和滞环比较器来实现,然而滞环比较器不
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永磁同步电动机由于具备体积较小,工作效率高等优势而广为应用,直接转矩控制是电机使用的主要控制方式,传统直接转矩控制一般使用开关表和滞环比较器来实现,然而滞环比较器不能完成转矩大小的区分,因此转矩脉动较大的问题一直存在于这种控制方式,本文针对面装式永磁同步电机,着重探究滞环比较方法产生转矩脉动较大的原因,最终实现转矩脉动的降低。首先对直接转矩控制形式的研究现状进行阐述,并在此基础上对目前的研究发展趋势进行讨论,并建立了永磁同步电机的数学模型,探究了滞环比较方法,建立了simulink仿真结构图,得出仿真结果,分析产生转矩脉动的原因,原因主要是因为滞环比较器不能区分转矩偏差的大小。根据永磁同步电机的非线性特征和数学模型的特点,在分析了产生转矩脉动原因的基础上,本文设计了一种输入-输出反馈线性化方法,该方法是以微分几何为基础理论,对电机的非线性耦合部分进行线性化处理,在利用极点配置理论,设计线性控制器,文中分析了反馈线性化的理论,推导了输入-输出关系式,建立了simulink模型,进行了仿真,仿真结果表明与滞环比较相比,反馈线性化方法可以明显的降低电机的转矩脉动。在电机参数发生变化时,滑模控制对此并不敏感,依据此特性,本文设计将滑模控制加入到转速调节部分,为验证两种算法结合后的有效性,对此进行了仿真验证,最终得到的结果显示,在反馈线性化直接转矩控制基础上的滑模控制系统,不仅保持了反馈线性化直接转矩控制优点,而且使系统具有良好的动态特性和鲁棒性,系统输出转速能够更好的跟踪给定转速,并且突加负载转矩后,系统转速下降较小,并且转速恢复相比PID控制有着明显的提升。本文最后针对前文所述的两个算法,以矿井提升机为背景,从软件和硬件两个方面着重介绍了两个算法的实现方法,阐述了算法在工程设计中的现实意义。
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