【摘 要】
:
随着人工智能的迅速发展以及电力电子技术的提升,对于伺服电机位置以及速度的控制凸显的尤为重要。目前PMSM驱动控制系统在各种传动系统、新能源汽车,机器人等领域应用非常广泛。对PMSM控制系统又提出了诸如高速度性能、更高的抗干扰能力、更好的稳定性等要求,传统的PI速度环节方式已经不能满足需求。本文结合文献资料,提出了一种基于积分器的滑模变结构控制替代传统的PI控制的速度环设计方法,改进的滑模控制方法不
【基金项目】
:
国家重点研发计划资助项目(2017YBF1300900);
论文部分内容阅读
随着人工智能的迅速发展以及电力电子技术的提升,对于伺服电机位置以及速度的控制凸显的尤为重要。目前PMSM驱动控制系统在各种传动系统、新能源汽车,机器人等领域应用非常广泛。对PMSM控制系统又提出了诸如高速度性能、更高的抗干扰能力、更好的稳定性等要求,传统的PI速度环节方式已经不能满足需求。本文结合文献资料,提出了一种基于积分器的滑模变结构控制替代传统的PI控制的速度环设计方法,改进的滑模控制方法不再采用原本的滑模面函数而是采用积分滑模面函数,使PMSM控制系统具有高速度响应特性。并设计了基于DSP28335的PMSM控制系统,以此来满足新能源汽车用PMSM控制系统的速度响应,抗干扰等需求。首先,通过研究矢量控制中的坐标变换,Clarke变换以及Park变换,以及相应的逆变换,可以分解出PMSM的d-q轴的电压与力矩方程,建立PMSM d-q轴的数学模型。通过对SVPWM驱动方式的分析与研究,以及相应矢量控制原理的研究,并建立基于积分滑模速度控制以及d-q轴电流PI控制的PMSM控制系统Simulink仿真模型,依靠调整仿真参数以及相应的仿真波形来验证方案的可行性,并完成了积分滑模速度控制与PI速度控制效果的对比。其次,本文对数学模型以及仿真模型进行搭建,搭建了系统硬件电路,编写了基于DSP28335的软件代码。同时对包括DSP28335最小系统、接口、检测、逆变、吸收、驱动及保护等电路进行分析和设计。采用TMS320F28335为控制核心,选取IGBT模块FF450R12KT4为驱动核心,提高了系统集成度。采用AD2S1210与旋转变压器配合一起读取永磁同步电机转子位置信息。软件代码中以主程序代码为主要设计流程,将控制策略融合进去,其中包括SVPWM程序,以及相应的PI环节,积分滑模速度环节等。最后,本文通过调研PMSM控制系统对速度响应的要求,设计并完成了永磁同步电机实验平台,通过实验验证积分滑模速度控制具有更强的稳定性,超调小,速度响应快,鲁棒性强等优点。验证系统达到速度要求,也同时验证了本文理论基础的正确性以及系统硬件软件的完整以及稳定性。很好的证明这套控制方法适合应用在车辆PMSM控制系统中。
其他文献
近年来,我国人口老龄化现象日益严重,脑卒中的发病率也呈现逐年上升的趋势。对于罹患踝关节运动障碍的脑卒中患者而言,其踝关节长期处于足下垂的状态,如果不能及时接受康复治疗,将会产生不可逆的损伤。但是于患者而言,有限的康复医师数量往往导致其错失最佳治疗时机;于康复医师而言,繁重单调的康复任务无疑大大加重其工作负担。随着机器人技术的进步,众多研究者将其与医疗康复技术相结合,促进了医疗康复机器人领域的迅速发
机器人是智能装备的代表,是国家的战略支撑技术,对现代制造业、国防安全和社会发展至关重要,被称为是新技术革命的核心技术之一。当前,能够与人协作并完成复杂动态任务的新一代协作型机械臂正成为机器人领域的一个研究热点。传统的工业机器人一般都要使用围栏把机器人和工作人员进行隔离,而协作型机械臂则可以与工作人员处于同一工作区域[1]。在与人共处同一物理空间时,保证人机系统的安全至关重要。对于协作型机械臂,实现
与直流电机和感应电机相比,永磁同步电机(PMSM)具有能量密度高、效率高、体积小等优点,广泛用在工业上。闭环调速系统中位置传感器的使用,增加硬件成本,并且降低可靠性,所以,无位置传感器的研究成为热点。无位置传感器控制技术中,高频信号注入法是电机在低速运行辨识转子位置的有效方法,然而传统高频注入法中无位置传感器部分和电流反馈环节中滤波器的使用限制系统带宽,进而影响动态性能,无法适应一些高性能场合,所
分布式发电是微电网的主要组成部分,分布式发电间歇性、波动性以及大量电力电子装置接入给微电网电能质量问题带来了巨大挑战,针对现有的电能质量评估方法主观性大、综合性评估准确性差、未考虑微电网运行特点以及评估的后续控制效果差等缺陷,本文提出了基于活性锂含量的微电网电池储能系统可用容量预估方法,建立了基于电池储能的微电网电能质量深度置信网络评估模型,完成了电池储能系统在改进14节点微电网中的电能质量控制,
云控制系统是网络控制系统、物联网和云计算技术结合的产物。云计算平台提供的强大计算能力可以满足海量数据对控制系统提出的高品质与实时控制需求。同时,云控制系统对控制器提出了新的要求,并且系统不可避免的存在延时、性能不稳定等问题。本文针对这些问题,在云控制器设计及网络优化方法两方面进行了研究。本文首先基于云控制系统结构设计了云控制器。控制器端包含多种控制算法供用户在线选择,可同时接受多客户端连接。客户端
作为近些年来较为火热的研究要点,针对铁磁材料的缺陷检测技术的研究在不断进步,电磁无损检测技术在近年来逐渐得到大家的重视。相比于传统的交变电磁检测技术,多频电磁无损检测技术有着其自身独特的优点,首先,多频电磁检测技术继承交流电磁检测技术的一切优点,具有精准的数学模型,可以应用于非接触测量;另外,多频电磁检测技术的检测效率较高,并且对于铁磁性材料和非铁磁性材料均可使用,具有更加广泛的适用性;而且,多频
生物医用钴基合金以其良好的耐磨性能、耐蚀性能以及优良的生物相容性而被广泛应用于生物医用领域,尤其是髋关节、膝关节等硬质生物体置换物。前期研究发现,铸态CoCrMo合金中加入少量的抗菌铜元素可以降低细菌感染风险。然而金属材料在植入后,服役于复杂的生理环境中,再加上人体行为活动,容易引起金属离子释放及材料磨损损伤等问题造成植入材料性质发生改变,导致植入失效。同时植入材料易与生物体发生反应造成宿主细胞功
中小功率逆变器在新能源并网、不间断电源和电机驱动领域具有极其广泛的应用,在高频化的发展趋势下,传统硬开关逆变器较大的开关损耗以及电磁干扰等问题日益突出。为了解决这些问题,软开关逆变器被提出,其中使用辅助谐振电路的谐振直流环节逆变器以及辅助谐振极型逆变器是两类非常重要的拓扑。通过对各种典型的软开关逆变器的辅助谐振电路成果的分析和研究,本文针对一种优质的辅助谐振极逆变器辅助谐振电路使用元件数量多以及电
在电力系统中,主要有发电、输电、配电、用电四个环节,其中配电线路作为电网重要的组成部分,在电力网中起重要分配电能作用。配电线路的故障如果不能及时发现,有一定可能将会发生大面积停电、电网瓦解等重大安全事故,危害到人民生活和社会经济。因此,为了及时处理故障、恢复系统正常运行、维护电力系统安全和用户权益,进行针对配电线路的故障识别与定位的方法研究,就显得尤为重要。本文主要从以下三个方面进行了研究:第一,
对自主水下航行器的自动目标识别的研究,是一项具有挑战性的工作。主要是由于声呐数据的噪声特性以及严重的海底混响等原因,其回波信号十分复杂,并混杂着各种随机干扰信号。此外,包含“目标”的声呐图像几乎没有公开数据集,收集足够数量的声呐数据用于水下目标识别研究通常是昂贵、耗时且危险的。因此,声呐图像的目标识别通常是基于少量数据集的目标检测,如何基于少量训练样本来提高深度学习检测模型的准确性,鲁棒性和泛化性