【摘 要】
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多电飞机有排放量低、稳定性好、能源使用率高等优点。高功率密度永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Machine,PMSM）在多电飞机驱动领域具有广泛的应用,研究高可靠性和高功率密度驱动电机的控制方案对多电飞机的发展具有重要的工程意义。本文以一台新型多电飞机用高功率密度永磁同步电机作为控制对象,针对航空用电机高转速,高稳定性,快速响应的要求,提出了一种多电飞机用永
【基金项目】
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航空科学基金（20160769002）；
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多电飞机有排放量低、稳定性好、能源使用率高等优点。高功率密度永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Machine,PMSM）在多电飞机驱动领域具有广泛的应用,研究高可靠性和高功率密度驱动电机的控制方案对多电飞机的发展具有重要的工程意义。本文以一台新型多电飞机用高功率密度永磁同步电机作为控制对象,针对航空用电机高转速,高稳定性,快速响应的要求,提出了一种多电飞机用永磁同步电机改进自抗扰弱磁控制方案。本文的工作包括以下几个方面:综述了多电飞机用电机及其控制方案的国内外研究现状。分析了永磁同步电机现有控制方案的优点与不足,选定弱磁控制加自抗扰控制器为初步方案。研究了电机的弱磁控制理论。对不同弱磁控制策略的效果进行对比,选定了基于前馈法的弱磁控制策略进行研究。建立了该电机的数学模型,设计了弱磁方案,采用线性近似计算的优化方法对控制方案进行改进。研究了电机的自抗扰控制理论。分析了自抗扰控制器的结构,结合弱磁控制搭建了应用于速度环的自抗扰控制器模型。使用前馈控制的方法对自抗扰控制器进行了转矩补偿。在MATLAB/Simulink中搭建了电机的控制模型,分别对弱磁控制、自抗扰弱磁控制以及改进型自抗扰弱磁控制系统进行仿真与比较,验证了本文所提控制方案性能的优越性。设计了基于STM32硬件控制电路和软件系统,对控制方案分别进行了实验与对比研究,分析系统在超调、响应以及抖动等方面的性能,验证本文所提控制方案对多电飞机用高功率密度永磁同步电机有更好的控制效果。
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