【摘 要】
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随着电力电子、微电子技术、交流调速系统和现代控制理论的发展,交流同步电机调速方案中的一些关键问题得到了解决,使得交流电机调速系统应用到更多的领域。由于具有高功率密度
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随着电力电子、微电子技术、交流调速系统和现代控制理论的发展,交流同步电机调速方案中的一些关键问题得到了解决,使得交流电机调速系统应用到更多的领域。由于具有高功率密度、小转动惯量等优点,永磁同步电机在交流伺服系统中得到越来越多的应用。本文对自抗扰控制在永磁同步电机伺服系统中的应用展开了研究,主要工作包括基于永磁同步电机速度环自抗扰控制器和Q轴电流环自抗扰控制器的设计并进行了仿真与实验研究、基于Q轴电流环采用自抗扰加前馈控制算法的仿真与实验研究、基于速度环变增益自抗扰控制算法的实验研究等。
论文首先介绍了当前交流伺服控制系统的研究背景、矢量控制原理以及永磁同步电机伺服系统几种重要控制算法的特点。介绍了永磁同步电机的数学模型以及基于矢量控制的永磁同步电机伺服系统的总体结构、硬件结构以及DSP芯片TMS320F2808,然后对永磁同步电机伺服系统实验平台进行简要说明。本文基于自抗扰控制理论,主要做了以下几个方面的工作:1、提出了基于速度环和交轴(Q轴)电流环自抗扰控制的永磁同步电机调速控制方案,并给出了仿真与实验分析。和速度环采用自抗扰控制方案相比,采用该方案时系统有着更好的动态性能、稳态性能和抗干扰能力;2、为了提高Q轴电流参考信号的跟踪性能,在前述控制方案基础上,引入了对参考电流信号的前馈补偿控制,提出了改进自抗扰控制方案,并且进行了仿真和实验研究。3、为了减小系统的超调和稳态波动,在速度环引入了变增益控制技术,提出了基于Q轴电流环前馈补偿和速度环变增益的改进自抗扰控制方案。实验结果表明,采用此控制算法时,系统的稳态波动、超调和抗扰动能力都有了明显的改善。
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