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【2h】

擬似参照信号反復調整法で設計した2自由度制御手法を用いた全FPGA永久磁石同期電動機速度制御系に関する研究

机译:基于伪参考信号迭代调整法设计的两自由度控制方法对全FPGA永磁同步电动机速度控制系统的研究

摘要

This dissertation proposes proportional-integral/proportional (PI-P) gain controller parameter tuning in a two-degrees-of-freedom (2DOF) control system using the fictitious reference iterative tuning (FRIT) method for permanent magnet synchronous motor (PMSM) speed control using a field-programmable gate array (FPGA) for a high-frequency SiC MOSFET inverter. The PI-P controller parameters can be tuned using the FRIT method from one-shot experimental data without using a mathematical model of the plant. FRIT method is used to tune PI-P controller parameters for both step response and disturbance response. A virtual disturbance reference method is proposed in FRIT method where the position of disturbance can be moved virtually to the position of reference so that PI-P controller parameters are designed for both step response and disturbance response at the same time and PI-P controller parameters are not designed separately. Particle swarm optimization is used for FRIT optimization. An inverter that uses a SiC MOSFET is presented to achieve high-frequency operation at up to 100 kHz using a switching pulse-width modulation (PWM) technique. As a result, a high responsivity and high stability PMSM control system is achieved, where the speed response follows the desired response characteristic for both the step response and the disturbance response. High responsivity and disturbance rejection can be achieved using the 2DOF control system. FPGA-based digital hardware control is used to maximize the switching frequency of the SiC MOSFET inverter. Finally, an experimental system is set up and experimental results are presented to prove the viability of the proposed method.
机译:本文提出了一种基于二自由度(2DOF)控制系统的比例积分/比例(PI-P)增益控制器参数整定方法,该方法采用了虚拟同步永磁电动机(PMSM)的虚拟参考迭代整定(FRIT)方法。使用现场可编程门阵列(FPGA)对高频SiC MOSFET逆变器进行控制。可以使用FRIT方法从一次性的实验数据中调整PI-P控制器参数,而无需使用工厂的数学模型。 FRIT方法用于调整PI-P控制器参数的阶跃响应和干扰响应。在FRIT方法中提出了一种虚拟的扰动参考方法,该方法可以将扰动的位置虚拟地移至参考位置,以便同时为阶跃响应和扰动响应设计PI-P控制器参数,以及PI-P控制器参数没有单独设计。粒子群优化用于FRIT优化。提出了一种使用SiC MOSFET的逆变器,以通过开关脉宽调制(PWM)技术实现高达100 kHz的高频工作。结果,实现了高响应性和高稳定性的PMSM控制系统,其中速度响应遵循阶跃响应和干扰响应的期望响应特性。使用2DOF控制系统可以实现高响应度和抗干扰性。基于FPGA的数字硬件控制用于最大化SiC MOSFET逆变器的开关频率。最后,建立了一个实验系统并给出了实验结果,证明了该方法的可行性。

著录项

  • 作者

    Harahap Charles Ronald;

  • 作者单位
  • 年度 2017
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 en
  • 中图分类

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