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低速永磁同步电机抗扰动策略研究
王相如
Subtype硕士
Thesis Advisor钟建勇
2016-05
Degree Grantor中国科学院研究生院
Place of Conferral北京
Keyword永磁同步电机 滑模控制 矢量控制 Tms320f28335 Ad7606
Abstract
永磁同步电动机有输出力矩大、效率高、工作稳定等众多特性,而且相比于
其他电机它占用体积更小,这样它逐步广泛应用于一些高性能应用场合。永磁同
步电机是一种机电能量转换装置,并且已经应用于国民产业的各个领域以及大众
的日常生活中。但是永磁同步电机在低速运行下易受到来自内部以及外部负载扰
动的影响,研究低速抗扰动策略是十分必要的。
在参阅了国内外相关文献的基础上,首先研究分析了永磁同步电机的结构以
及工作原理,推导出永磁同步电机在不同坐标系下的函数模型。其次研究了高性
能永磁同步电机伺服系统的控制策略,对电流环的常见几种控制策略作了优缺点
分析,采用基于id=0 的矢量控制方式,使得交流电机的多个耦合变量变化为简
单的线性关系。并对基于id=0 的矢量控制方式进行了原理阐述以及MATLAB 仿
真,仿真结果验证了策略的有效性。针对速度环的控制策略,我们分析了现有几
种常见的低速下控制策略的优缺点,相对于传统的PID 控制策略,基于滑模控
制策略具有对参数摄动以和外界扰动较强鲁棒性的特点,将滑模控制应用于速度
环,加之自身调节参数较少易于实际应用。为了进一步抑制干扰以及滑模固有的
抖振问题,在滑模控制中引入了积分滑模面和边界层法,对实际电机建立数学模
型,利用MATLAB 对滑模控制进行仿真实验,实验证明了该策略优于传统的PID
控制。
为了证明滑模策略在实际应用中的意义,设计了以TI 公司32 位微控制器
TMS320F28335 和ADI 公司的16 位高精度模数转换芯片AD7606 为核心的驱动
电路,电流采样采用高精度的霍尔电流传感器,驱动放大器选用了三菱公司的超
小型集成功率放大器IPM21961。并在CCS 环境下编写了永磁同步电机驱动程序,
完成电路各部分的调试。
最后,采用PID 和滑模控制两种速度环控制策略下作了相关实验,利用
matlab 工具对实验数据进行处理,对比分析了两种策略的优缺点,初步证明了滑
模控制在低速运行下具有更加良好的抗干扰能力。
Subject Area控制工程
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.ioe.ac.cn/handle/181551/8009
Collection光电技术研究所博硕士论文
Affiliation中国科学院光电技术研究所
Recommended Citation
GB/T 7714
王相如. 低速永磁同步电机抗扰动策略研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2016.
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