基于自适应模糊控制的永磁同步电机调速系统研究

摘要

随着电力电子技术、微电子和微型计算机技术、稀土永磁体材料以及电机控制理论的发展,永磁同步电机控制系统的应用越来越广泛。永磁同步电机本身具有强耦合、时变、非线性等特点,其控制系统受到电机参数变化、外部负载扰动等因素的影响,要获得高性能、宽调速范围的永磁同步电机控制系统,必须采取有效的控制策略。
　　本文以永磁同步电机调速系统作为研究对象。首先,给出了永磁同步电机在转子同步旋转坐标系下的数学模型,介绍了转子磁场定向矢量控制原理,并分析电流反馈解耦方法和SVPWM技术。接着,利用工程设计方法对永磁同步电机调速系统的双闭环调节器进行设计。针对系统转动惯量变化影响速度调节器的参数及调速系统性能的问题,本文从模糊控制角度研究和设计速度调节器。在介绍模糊控制原理和设计MAMDANI型模糊PI控制器的基础上,提出一种基于自适应模糊控制的速度调节器。通过在线调整模糊控制器比例因子,该自适应模糊控制器具有较好的抗参数变化和抗负载扰动能力。最后,利用MATLAB/SIMULINK仿真平台,通过对自适应模糊控制器不同测试条件下的仿真研究以及和普通PI控制器的对比分析,论证了所设计的自适应模糊控制器具有良好的性能,在一定程度上能够满足高性能、宽调速范围的永磁同步电机控制系统的需求。

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1 绪论

1.1研究背景及意义

1.2永磁同步电机控制策略概述

1.3国内外研究和技术发展概况

1.4本文主要研究内容和组织结构

2 永磁同步电机矢量控制系统

2.1永磁同步电机数学模型

2.2 转子磁场定向矢量控制

2.3矢量控制系统调节器设计

2.4转动惯量变化对速度PI调节器的影响

2.5本章小结

3 基于自适应模糊控制的速度调节器设计

3.1模糊控制介绍

3.2模糊控制器设计

3.3自适应模糊控制器设计

3.4 本章小结

4 系统Matlab/Simulink仿真研究

4.1矢量控制系统模型

4.2自适应模糊控制器模型

4.3仿真结果及分析

4.4本章小结

5 总结及展望

致谢

参考文献