永磁同步电机博士论文目录.docx

1永磁同步电机伺服系统非线性控制策略的研究
【作者】刘栋良;
【导师】赵光宙;
【作者基本信息】浙江大学, 控制理论与控制工程, 2005, 博士
【摘要】永磁同步电机(PMSM)伺服系统在工农业生产和航天技术等领域的应用十分广泛,由于其自身的结构和运行特点,PMSM具有许多独特的优点,本论文主要从控制策略和实际系统两个方面对永磁同步电机伺服系统进行了全面而深入的研究。首先分析了永磁同步电机的数学模型,并对交流伺服系统中关键的空间矢量脉宽调制原理及实现进行了论述。考虑到永磁同步电机是一个复杂耦合的非线性系统,应用直接反馈线性化理论,通过对输出变量进行李微分,得到所需的的坐标变换和非线性系统状态反馈实现了永磁同步电机的输入输出线性化,同时实现了系统的解耦。它与传统的PID控制相比,有很好的跟踪性能。针对负载扰动对系统的影响,增加了负载转矩扰动观测器来减小负载扰动的影响。最后,考虑到实际电机参数变化及负载扰动等不确定因素的影响,提出了灰色预测与反馈线性化相结合的方法来降低电机参数及不确定因素对系统控制器的影响。针对永磁同步电动机这一非线性系统,结合反推控制应用在永磁同步电动机位置伺服系统中,跟踪位置给定信号。其设计参数少,便于工程实现;另外反推控制是从Lyapunov稳定性出发来设计的,因此能够保证系统的稳定性。考虑永磁同步电动机实际运行过程中参数的变化,提出自适应与反推控制相结合的控制策略,能够有效抑制系统参数变化对系统速度跟踪伺服性能的影响。为了降低成本,提高系统的可靠性,利用永磁同步电动机定子交轴电流和转速度方程来构造了一降维线性Luenberger观测器来获得电机转速,采用反推控制来设计速度和电流控制器。通过仿真表明,这一方法是可行的,且系统具有快速的速度跟踪和转矩响应, 依托浙江省科技计划重点项目“基于DSP控制的平缝机智能控制系统”,把反推控制策略应用与实际系统中,取得了良好的效果,并完成了项目的研制。
2永磁同步电机调速系统控制策略研究
【作者】卢达;
【导师】赵光宙;
【作者基本信息】浙江大学, 控制理论与控制工程, 2013, 博士
【摘要】二十世纪八十年代以来,永磁同步电机以其体积小、损耗低、可靠性高、维护方便等优点,被广泛应用于交流调速系统中。不断多样化和复杂化的应用场合,对交流调速系统的控制策略提出了更高的要求。本文通过对永磁同步电机调速系统的控制策略的深入研究,力图从多方向促进系统在高性能要求场合的应用。本文的主要工作和成果有:1、介绍了研究背景和基础。首先对交流调速系统控制策略的发展历程进行了综述,着重介绍了模糊控制、自抗扰控制和模型预测控制在交流调速系统中的研究和应用现状。其次描述了永磁同步电机的数学模型和两种基本控制系统,并对比了这两种系统的控制效果。2、详细分析了零矢量在模糊直接转矩控制系统中的作用原理和特点,改进了模糊直接转矩控制的模糊规则库、转矩隶属度函数和电压隶属度函数,保证了零矢量在模糊直接转矩控制中可以充分发挥保持电磁转矩的功能,有效减小了转矩脉动。仿真和实验结果验证了本文提出的包含零矢量的永磁同步电机模糊直接控制算法的有效性。3、针对近似离散最速反馈控制函数(fhan函数)作为自抗扰控制系统非线性控制算法时参数难于整定的问题,首先分析了fhan函数的控制机理,并据此提出了改进的自抗扰控制系统结构。这种结构明确了fhan函数中包含的可调参数的物理意义,从而为按照实际要求确定参数值提供了理论依据。当存在时滞或需要更大的稳定裕度时,只需对其中一个参数微调即可。因此,采用本文改进的自抗扰控制系统结构,大大简化了参数整定过程。仿真和实验结果验证了改进算法的有效性。4、针对传统模型预测控制计算量大、难以在采样周期较短的永磁同步电机调速系统中应用的难题,本文提出了递推模型预测控制策略。与传统模型预测控制中迭代求解操作变量不同,递推模型预测控制首先采用迭代学习算法求取操作变量第一项,随后采用递推Levenberg Marquardt算法求出操作变量其它项。分别计算了传统模型预测控制和递推模型预测控制的时间复杂度,并分析了递推模型预测控制的收敛性,从而理论上说明了提出算法的有效性。仿真结果表明本文提出的递推模型预测控制的计算量比传统模型预测控制大为减小,基于递推模型预测控制的永磁同步电机调速系统具有优良的动静态性能。
3基于耗散哈密顿系统的永磁同步电机控制研究
【作者】裘君;
【导师】赵光宙;
【作者基本信息】浙江大学, 控制理论与控制工程, 2009, 博士
【摘要】自二十世纪80年代以来,永磁同步电机以其体积小、功率密度大、效率高、维护简单等优点,越来越广泛地被应用于交流伺服系统中,利用交流伺服电动机构成的系统也越来越呈现多样化和复杂化,对伺服系统提出了更高的