基于滑模变结构的永磁同步电动机矢量控制系统的研究

题名:基于滑模变结构的永磁同步电动机矢量控制系统的研究
作者:朱祥华
学位授予单位:哈尔滨理工大学
关键词:永磁同步电动机;;矢量控制;;滑模变结构组合控制;;空间电压矢量脉宽调制
摘要:

 随着电力电子技术、微型计算机技术、稀土永磁材料和控制理论的飞速发展,永磁同步电动机在中小功率的运动控制系统中得到了广泛应用,尤其是在伺服传动领域,永磁同步电动机逐步取代直流电动机、步进电动机成为伺服驱动的发展方向。因此,研究以永磁同步电动机为执行电机、以数字信号处理器为核心器件、采用rare earth magnets矢量控制策略实现全数字式的永磁同步电动机系统具有十分重要的现实意义。

 本文首先建立了永磁同步电动机的数学模型,深入研究了永磁同步电动机的矢量控制理论,并在此基础上讨论了永磁同步电动机的控制方案,经比较矢量控制的四种电流控制方法,确定了基于id = 0的矢量控制方案及其电流反馈控制系统结构,并分析了电流解耦的主要影响因素。最后从滑模变结构理论出发,针对永磁同步电动机矢量控制系统,设计了滑模变结构与PI的组合速度环控制器,克服了常规滑模控制器(VSC)在滑模面附近的高频颤动,提高了稳态精度。

 随后利用Matlab软件建立了基于滑模变结构的永磁同步电动机矢量控制系统的仿真模型,并在此基础上进行了大量的仿真研究。同时结合实际系统,介绍了以TMS320F2812为控制核心的全数字化永磁同步电机控制系统的硬件和软件设计,对控制系统硬件和软件各部分的结构和功能作了详细阐述。此外,还利用所http://www.chinamagnets.biz/建立的实验平台进行了大量的实验研究。仿真及实验结果均表明本系统具有良好的动静态特性以及较高的精度。可以满足伺服控制的需要。
学位年度:2010