永磁同步电机自适应模糊控制方法的研究

摘要

做为调速系统的执行机构,永磁同步电机因其具有的体积小、效率高、噪声小、转矩电流比高、运行可靠等一系列的优点,在电动汽车、国防、航空设备、机器人等领域被广泛的应用。
　　论文对永磁同步电机的调速方法进行了研究,研究的重点是对系统速度环的控制器进行改进。论文首先建立了永磁同步电机dq轴数学模型,深入研究永磁同步电机矢量控制方法,在此基础上确定并建立了基于id=0的永磁同步电机矢量控制调速方法。其次采用电压空间矢量调制技术建立电流、速度双闭环调速系统。针对传统PI控制中当系统面对控制对象发生变化的情况时无法取得较好的控制效果这一问题,论文将不依赖被控对象的数学模型以及鲁棒性强的模糊控制与传统PI相结合,设计出模糊自适应PI控制器。在Matlab/Simulink环境下,对基于id=0矢量控制的永磁同步电机调速系统分别采用这两种不同的控制器进行仿真实验,实验结果可证,设计的复合控制器较传统PI控制器能够很好的克服系统模型参数的变化以及非线性等不确定因素的影响从而提高系统的动静态性能和鲁棒性。
　　调速过程中,系统会受到各种因素影响,但这些影响因素是不确定的,很大程度上影响了高性能控制的实现。为解决这一问题,论文采用间接型自适应模糊控制器并用李雅谱诺夫综合法对其进行设计,确保了自适应参数可在线调节,以便系统输出可以很好的收敛于参考信号。最后运用Matlab/Simulink及编程对系统进行仿真建模,模拟系统运行过程。仿真结果验证了改进的控制方法克服了传统PI控制理论设计时系统对参数变化及负载扰动敏感等问题,增强了永磁同步电机调速系统的鲁棒性和动静态性能。

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1 绪论

1.1 论文的选题背景和研究意义

1.2 永磁同步电机调速的国内外研究现状

1.3 论文的主要研究内容

2 永磁同步电机调速系统及矢量控制方法

2.1 永磁同步电机的结构

2.2 建立永磁同步电机数学模型

2.2.1 永磁同步电机基本方程

2.2.2 坐标变换关系

2.3 永磁同步电机的矢量控制

2.3.1 矢量控制方法

2.3.2 矢量控制下调速系统参数的设计

3 自适应模糊控制方法

3.1 模糊控制

3.1.1 模糊控制的基本思想

3.1.2 模糊控制的基本概念

3.1.3 基本的模糊控制

3.2 自适应模糊控制理论

3.2.1 自适应模糊控制器简介

3.2.2 自适应模糊控制器工作原理

3.3 间接型自适应模糊控制器的李雅谱诺夫综合设计法

3.3.1 控制任务

3.3.2 等效控制器

3.3.4 第一类间接型自适应模糊控制器的设计

4 永磁同步电机自适应模糊控制系统设计和仿真

4.1 矢量控制的PI调速系统

4.2 模糊PI控制下调速系统的设计与仿真

4.2.1 模糊PI控制系统仿真模型

4.2.2 模糊控制器的设计

4.2.3 仿真实验及结果分析

4.3 间接型自适应模糊控制器的设计与仿真

4.3.1 间接型自适应控制器的设计

4.3.2 仿真实验及结果分析

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果