硕士论文-基于单神经元的永磁同步电动机控制系统研究.pdf

哈尔滨工程大学
硕士学位论文
基于单神经元的永磁同步电动机控制系统研究
姓名:郭泽龙
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:姚绪梁
20081201
摘要近年来,随着永磁材料技术、电力电子技术、相关控制理论的不断发展,永磁同步电动机的应用领域越来越广泛,永磁同步电动机的开发和研究也越来越受到关注。永磁同步电动机调速系统已成为现代交流调速系统的主流之一。本文首先对矢量控制基本原理进行分析,在此基础之上建立了永磁同步电动机数学模型,采用了以空间矢量鱊;〉挠来磐降缍W哟场定向矢量控制系统。其次,针对传统刂莆薹ㄊ迪挚刂撇问哉ǖ娜钡悖ǖド窬?刂评论应用于传统刂破鳎钩傻ド窬W允视控制器,结合免疫反馈机理加入其中,使其增益也具有自调整能力。在/环境下构建了系统模型,进行了相关软件仿真。仿真结果表明,单神经元自适应刂破骶哂薪峁辜单,自学习,自适应能力强的特点,控制性能要优于传统刂啤最后,以公司的电机专用酒琓为控制核心,对系统的主电路、控制电路以及外为辅助电路进行了设计。在硬件电路的基础上,在开发环境下,设计了包括永磁同步电动机矢量控制算法、ǖ牟⒌缌及速度和位置中断采样等系统程序,并对程序进行了调试和完善。通过软件运行,输出的ㄐ握肺尬螅檬涑龅男藕爬纯刂朴布缏罚缏饭ぷ髡#得设计方案正确、可靠。永磁同步电动机;矢量控制;坏ド窬关键词:哈尔滨工程大学硕士学位论文
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作者┳:畜眦’导师┳:矿以作者┳:奄汤也哈尔滨工程大学学位论文原创性声明潮曦ぴ缕谷学位论文授权使用声明汹绰弓月≯日必穸年;月弘日本论文不包含任何其他个人或集体己经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。库进行检索,可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈本论文竿谟柩缓蠹纯煽谠谑谟柩鲈潞解密后晒豕こ檀笱徒挥泄夭棵沤斜4妗⒒惚嗟取本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,日期:本人完全了解学校保护知识产权的有关规定,即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据学位论文,可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。口
第绪论课题研究的背景和意义从电动机问世以来,电力传动技术的研究和开发从来没有间断过。近年来,交流调速系统的发展非常迅速,已逐渐取代了直流调速系统的垄断地位。交流调速系统的日益发展中,以永磁同步电动机调速系统尤为突出,目前已经与直流电动机调速系统,异步电动机调速系统组成最主要的三大类调速系统。直流电动机虽然具有优良的控制性能,但其复杂的结构限制了直流电动机体积和重量的进一步减小,尤其是电刷和换向器的滑动接触造成了机械磨损和火花,使直流电动机的故障多、可靠性低、寿命短、保养维护工作量大。由于直流电动机存在结构上的固有缺陷,限制了直流电动机向高转速、高电压、大容量方向发展。而交流电动机相对而言,结构简单,坚固耐用,便于维修,价格便宜,特别是上世纪年代,随着电力电子技术、微电子技术和现代电机控制理论的发展,使得交流传动逐步具备了宽调速范围、高稳速精度、快速动态响应及四象限运行等良好的技术性能,取代直流电动机调速传动已是必然的发展趋势。永磁同步电动机由于取消了励磁绕组、集电环和电刷,所以结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高,和直流电机相比,它没有直流电机的换向器和电刷等缺点,不仅提高了可靠性和维护性,其效率也有了较大提高。和其他类型交流电动机相比,它由于没有励磁电流,因而效率高,功率因数高,力矩惯量比大,定子电流和定子电阻损耗小,且转子参数可测、控制性能好;但它与异步电机相比,也有成本高、起动困难等缺点。在上世纪年代以前电力传动中,很少采用同步电动机,其主要原因是同步电动机不能在电网电压下自行起动,静止的转子磁极在旋转磁场的作用下,平均转矩为零。自上世纪年代后,人们利用变频电源这种从前只停留在想象的设备,解决了同步电动机的起动和调速的问题。时至今日,永磁同步电动机调速系哈尔滨下程大学硕宦畚
课题研究的国内外发展现状统的控制技术己取得了长足的进步,采用先进控制策略的永磁同步电动机控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制,在医疗器械、化工、轻纺、数控机床、工业机器人、计算机外设、仪器仪表、微型汽