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随着多电飞机(MEA,More-Electric Aircraft)概念的提出及电力电子技术的深入研究,飞机作动系统正朝着集成化和分布式的方向不断发展。采用电静液作动器(EHA,Electro-Hydeostatic Actuator)取代传统飞机液压作动系统成为新的研究热点。作为EHA的关键技术之一,高性能电机及其控制技术也越来越多地被国内外学者广泛研究。本课题以实验室自主设计的一款五相永磁同步电机为依托,通过建模、仿真和分析完成其控制器设计与开发。主要内容如下:第一章:绪论。传统液压作动系统越来越难以满足新一代军机、民机的性能要求,采用EHA实现飞机作动具有传统液压作动不具备的优点。高性能电机及其控制技术作为EHA研发的关键技术之一而被国内外学者广泛研究。本章主要介绍逆变技术、PWM策略、电机控制策略等的发展历史及研究现状,最后对课题研究内容和安排作说明。第二章:五相永磁同步电机及逆变器数学模型。本章简要介绍了永磁同步电机的运行原理,推导并建立了电机在自然坐标系和旋转坐标系下的数学模型。逆变设备作为电机直接供电系统,本章同时建立并分析了单电源双逆变器的数学模型。第三章:五相电机双逆变器PWM调制策略。分析了 PWM作用效果的影响因素,如共模电压与共模电流、开关损失、输出电压谐波、计算难易程度等。对于常用的PWM调制策略,包括基于载波的SPWM和基于空间矢量的SVPWM,分析了其各自的优点与不足。同时推导多维空间矢量调制的理论和方法并举例验证,分析表明其具有独特的优势。第四章:控制器软硬件设计与开发。本章详细提出了基于STM32和FPGA的控制器设计,包括核心板模块、高速采样模块、通信模块等,同时对软件执行的时序、流程做出说明。第五章:五相永磁同步电机控制器设计。在Matlab Simulink中搭建并验证整个电机控制系统模型。通过分析电机模型,完成电流环和速度环的设计。仿真结果表明,电机控制系统满足性能要求。第六章:总结与展望。总结了控制器设计的进展和成果,指出下一步的研究方向。