基于预测控制的永磁同步电机电流及速度控制研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:w313296304
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
当前,永磁同步电机作为重要的驱动装置,已被广泛应用到各种生产制造领域。永磁同步电机的传统PI控制易受工况变化的影响,难以满足高端设备的严苛要求。预测控制作为一种先进的控制策略,能在一定约束条件下实现优化控制。因此,本文以永磁同步电机为对象,研究将预测策略应用到PMSM的电流控制和速度控制中,提高控制系统的稳定性和鲁棒性。首先,本文建立PMSM的数学模型,设计矢量控制系统及双闭环PI调节参数,并在运行工况多变的条件下,进行PMSM仿真分析。其次,研究电流预测控制,将无差拍预测电流控制(Deadbeat Predictive Current Control,DPCC)引入电流环,构建PI+DPCC的控制结构。针对PMSM工作时间长、强度大易引起自身参数变化等问题,进行参数扰动对DPCC控制性能影响的对比分析,探索电感参数扰动对控制系统稳定性的影响。通过引入权重因子将无差拍预测电流控制改进为鲁棒预测电流控制(Robust Predictive Current Control,RPCC),并分析PI+RPCC和PI+DPCC两者的控制效果。为了实现PMSM运行速度的平滑控制,避免其出现超调及振荡问题,将速度环的PI控制改进为模型预测速度控制(Model Predictive Speed Control,MPSC),构成MPSC+DPCC的速度电流预测结构。针对PMSM在工作过程中,负载转矩会随时发生突变的问题,为了增强控制系统对负载突变的抗扰性,加入负载扰动观测器(Load Disturbance Observer,LDO),将观测器的估算值通过前馈补偿到给定电流iq,减少了负载突变时速度的降落值和恢复时间。为了实现PMSM的驱动系统速度环和电流环的整体性能优化,结合速度和电流预测控制策略的优势,并针对电机参数和负载转矩扰动的问题,本文提出一种带有负载转矩观测器的速度电流鲁棒预测控制(即LDO+MPSC+RPCC)方案,并与MPSC+DPCC进行对比验证。最后,基于TMS320F28335型芯片,完成硬件和软件的设计,进行本文所提出控制策略的分析与验证。
其他文献
近年来,单节点控制形式在控制系统中已经受到了很大的限制。面对这种情况,各界学者开始将关注放在多智能体系统的研究上。多智能体系统广泛应用于计算机网络,无人机编队飞行,以及卫星定位等领域。一致性问题是多智能体系统研究的基础,是指智能体的状态或输出基于信息传递最终趋于一致。本论文针对多智能体系统的一致性控制问题进行研究,并得到以下主要成果:1)主要考虑了非线性问题在多智能体系统中的影响,针对同时包含饱和
切换系统是常见的混合系统,它由一系列连续或离散的子系统以及协调子系统间发生切换的规则组成。由于切换系统自身的多模态特点,许多实际系统可以被建模为切换系统。此外,一个合适的切换规则不仅可以实现被控系统的稳定性而且还能获得期望的性能指标,从而进一步推动了切换系统在工业领域中的应用。如近地空间飞行器控制系统、机电系统、化学过程等。值得注意的是,许多工业生产过程通常把通信效率作为一个重要的指标。事件触发控
全球多年冻土区蕴藏着丰富的天然气水合物资源,冰的存在是影响冻土层天然气水合物开采的关键因素。部分存在于冻土层内的水合物藏,其孔隙由水合物、冰和气体填充,并且水合物通常被冰层冻结,形成“冰冻型”水合物。目前大部分研究者主要关注于冰点以上水合物分解特性,针对冰点以下多孔介质中冰冻型天然气水合物的分解研究相对较少,而且大部分研究重点关注水合物的自保护动力学及其影响因素,很少有研究者开展冰冻型水合物开采方
对变电站GIS(Gas insulated Switchgear)设备进行检修或者扩建时,必须要对其进行交流耐压试验测试。目前常用的交流耐压试验方法有双断口隔离、减小耐压试验值以及缩小耐压试验范围等,这些方法普遍存在着测试过程复杂、需全站或部分停电、部分器件未能进行耐压试验、测试结果不可靠等缺点。因此,如何避免试验过程中出现的以上问题,实现GIS设备带电交流耐压试验,并得出可靠的试验结果,对变电站
第三次消费结构升级刺激了国民汽车消费需求增长并朝着多样化、多维化发展;而同时,汽车行业进入2.0时代意味着汽车销量增长趋缓,甚至在乘用车细分市场已连续两年出现负增长,机遇和挑战并存的大背景揭示了我国汽车行业市场将进入一个由增量转存量的发展阶段,汽车行业的市场竞争态势将更加严峻,尤其给生存在合资品牌和外资品牌夹缝中的国产品牌汽车企业极大的竞争压力。当前市场主体为顾客,企业的发展依赖于市场竞争优势的获
场景识别是在一直以来都是计算机视觉领域的一个重要研究方向,因为场景识别拥有很高的应用价值,在车载辅助导航、地理信息定位和视频图片理解方面都需要场景识别算法作为支撑。随着汽车自动驾驶系统的兴起,场景识别在自动驾驶系统中更是起到了不可或缺的作用。随着深度学习在计算机视觉领域的崛起,基于深度学习的场景识别也层出不穷,本文选取了NetVLAD方法作为研究基础。本文从以下三个方面展开对基于NetVLAD的场
学位
温室气体的大量排放导致全球变暖,进而导致气候变化、冰川消融、海平面上升以及生态破坏等一系列问题。在温室气体中,CO2含量占60%以上,而在众多的CO2排放源中,电力生产占比达41.42%,因此对电厂二氧化碳进行捕集是降低二氧化碳排放、缓解全球变暖的有效措施。二十多年来,具有高比表面积和良好的热稳定性、孔径可调、表面可修饰的金属有机骨架材料(MOFs)在二氧化碳捕集与分离方面得到了广泛的研究。其中,
过度的化石燃料开采和使用导致的能源危机和环境污染问题越来越受到人们的关注,磷酸铁锂电池具有能量密度大、工作温度范围宽、无记忆效应、可快速充放电、环境友好等特点被广泛应用于便携式电子设备、工业机床、航空航天、电动汽车、混合动力汽车和可再生能源系统中的储能装置等领域。由于每个磷酸铁锂电池的标称电压约为3.3V,低于大多应用领域的电压,因此必须将磷酸铁锂电池以串联的方式排列以获得高电压输出。同时为了增加
学位