永磁同步电机调速系统在线自整定控制算法研究

摘要

随着永磁同步电机广泛的应用于各个工业领域，其被控对象也变得多种多样，永磁同步电机的驱动控制有了长远的发展。但现阶段仍无法解决闭环控制算法不成熟、抗扰动性和在线参数自整定等问题，特别是在负载存在扰动时，控制参数需要调整，使得电机速度响应慢，系统不够稳定。　　本文主要针对永磁同步电机的调速系统负载对象发生变化时，控制器参数能够实现在线自整定。首先，建立该电机的数学模型以及阐述矢量控制原理。其次，将PI控制方法与模糊PID控制方法分别应用于矢量控制系统中，搭建模型，进行MATLAB仿真，并对仿真结果进行了对比。结果表明负载不发生改变时，模糊PID比PI控制的鲁棒性好；但当负载存在扰动时，模糊PID控制效果也不是很理想。为此本文提出一种在线自整定控制算法，将惯量拆分成电机惯量 Jm与负载惯量JL，将负载转矩、摩擦力和负载惯量乘以角速度的微分作为总扰动Δ，将总扰动Δ补偿到速度环PI控制器的输出端，调节好速度环中的PI参数；对电流环控制器进行补偿，补偿Uq与Ud到电流环控制器的输出端，调节好电流环的PI 参数。这样一次性分别得到速度环与电流环的PI参数。通过对PI控制的矢量控制模型进行改进，搭建仿真模型，对结果进行分析，结果表明在负载存在扰动时，控制参数能够在线自整定。最后，搭建实验平台验证结果，结果表明满足要求。　　为验证结果，本文运用TMS320F28035处理器，搭建了永磁同步电机调速系统对拖平台，还对深圳市雷赛电机公司与深圳市杰美康电机公司生产的驱动器在测功机上测试电机的扭矩与速度的关系，测试结果表明永磁同步电机调速系统在线自整定控制算法的带载能力较强，具有更强的适应性。

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