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题名:
大动态电流下电机控制技术研究
作者: 施崇阳
学位类别: 硕士
答辩日期: 2015-04
授予单位: 中国科学院研究生院
授予地点: 北京
导师: 陈兴龙
关键词: 永磁同步电机,空间矢量脉宽调制,电流环带宽扩展,调制波增量估计,同步采样电流谐波分析,卡尔曼滤波融合
学位专业: 电子与通信工程
中文摘要: 光电跟踪系统在跟踪机动目标时,需要保证较高的跟踪精度和跟踪速度,在低仰角跟踪时,机架电机电流小变化小运行平稳,对跟踪精度影响较小,跟踪精度较高,然而在高仰角快速跟踪时,机架电机电流变化剧烈,一方面电机电流环带宽限制导致速度环和位置环跟踪速度下降,另一方面电流检测方法限制导致电流测量精度下降,最终导致跟踪系统跟踪精度的下降。因而本文从上述两个方面着手展开研究,提出调制波增量估计即时更新算法以扩展电流环带宽,用载波周期中点和起点处电流采样值等效基波电流采样值以降低二倍载波频率谐波,将集中式卡尔曼滤波应用于多电流传感器采样数据融合中,获得了较高的测量精度。 本文首先分析推导了永磁同步电机控制理论以及空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,论述了id=0控制的原理,由此将id=0控制与空间矢量脉宽调制算法结合起来,给出了SVPWM波生成步骤,为永磁同步电机控制的实验验证做出理论指导。 进而推导了电流环传输函数,分析了反馈延时和前向延时对带宽的影响,在分析比较了几种PWM波更新方式的基础上,提出了调制波增量估计即时更新算法,减小了电流环前向延时,相比于传统SSSU(单次采样单次更新)方式扩展了永磁同步电机电流环带宽3倍左右,提高了速度环和位置环的跟踪精度和跟踪速度。 然后本文推导出在同步采样下,基波电流的采样值可以等效为在载波周期的起点和中点的电流采样值,大幅减小了电流二倍载波频率处谐波以及高次谐波,采用多传感器对电机电流进行采样,将集中式卡尔曼滤波融合技术应用于不同量程和精度的电流传感器数据融合中,在保证实时性的前提了获得了最小的均方误差,在较大量程内获得了高测量精度,并通过实验进行了验证。 最后在DSP/FPGA实验平台上实现了调制波增量估计即时更新算法,测量相频和幅频响应验证了电流环带宽扩展理论分析的正确性和可行性。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.ioe.ac.cn/handle/181551/3009
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作者单位: 中国科学院光电所

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施崇阳. 大动态电流下电机控制技术研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2015.
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