【摘 要】
:
永磁同步电机因其功率密度高、转动惯量小和效率高等优点,在伺服驱动系统、城轨交通等诸多领域拥有了广泛的应用前景。但复杂多变的工况运行条件,对电机的控制性能提出了更高的要求。随着微处理器技术迅速发展,模型预测控制作为一种原理简单、便于实现、同时可以处理系统非线性、多约束问题的控制算法受到重视,成为了电机控制领域研究的热点。目前,模型预测控制存在参数鲁棒性差、电流纹波大和约束条件缺乏灵活性等方面的问题。
论文部分内容阅读
永磁同步电机因其功率密度高、转动惯量小和效率高等优点,在伺服驱动系统、城轨交通等诸多领域拥有了广泛的应用前景。但复杂多变的工况运行条件,对电机的控制性能提出了更高的要求。随着微处理器技术迅速发展,模型预测控制作为一种原理简单、便于实现、同时可以处理系统非线性、多约束问题的控制算法受到重视,成为了电机控制领域研究的热点。目前,模型预测控制存在参数鲁棒性差、电流纹波大和约束条件缺乏灵活性等方面的问题。本文围绕此背景,对模型预测控制在永磁同步电机调速方面进行了一系列研究。本文首先介绍永磁同步电机的分类方式及其对应的特点。围绕表贴式永磁同步电机,在同步旋转坐标系下对其进行了数学建模与分析。然后介绍了传统矢量控制策略以及空间矢量脉宽调制技术,在此基础上引入电流环的前馈解耦策略,验证了其较好的解耦效果和动态性能。为了进一步提升控制系统的动态性能,采用了模型预测电流控制。将同步旋转坐标系下的电机数学模型,结合一阶欧拉离散法推导出电流预测模型。但是电流预测模型对系统模型参数的精确度依赖高,模型参数的失配会增大预测误差,恶化电机的控制性能。针对参数失配的问题,推导了预测误差与模型参数变化之间的关系,并提出了一种基于预测误差校正的模型预测电流控制方法。将预测误差转换为预测模型的校正项进行实时在线校正,可在模型参数失配的情况下保证预测控制的效果,增强了控制系统的参数鲁棒性。针对传统基于有限集模型预测控制的共模电压抑制方法会导致的电流纹波大、控制不灵活的问题,本文提出了一种基于电压矢量的共模电压抑制方法。通过引入抑制系数将传统空间电压矢量分布图重新进行划分,可根据电机处于不同的工况条件调节平衡共模电压抑制程度和电流纹波大小,提高了控制的灵活性。在此基础上,针对其中由于单矢量预测控制所造成的电流纹波大的问题,又提出了一种快速双矢量控制。只需一次在线寻优即可直接选出最优的双矢量组合,不仅可以进一步降低输出电流纹波,而且减少了控制器的计算压力。最后,搭建了永磁同步电机实验平台,包括功率主电路、控制电路和驱动电路等。并在此实验平台上,对所提的电机控制算法进行了实验验证,实验结果很好地证明控制算法的有效性。
其他文献
大跨度多塔悬索桥广泛应用于跨江、跨海桥梁建设,主缆是其服役过程中关键承载部件。主缆钢丝长期受到温度效应、摩擦磨损和电化学腐蚀的耦合作用,易导致温度效应下平行钢丝摩擦腐蚀损伤,进而造成主缆承载强度渐变劣化特性,严重影响悬索桥服役安全性和可靠性。因此,揭示温度效应下主缆平行钢丝腐蚀磨损行为及其交互作用机制,对保障悬索桥服役安全可靠性具有重要基础意义。本文运用自制的钢丝摩擦腐蚀实验机开展了温度效应下平行
空气重介质流化床干法选煤作为一种高效的洁净煤技术,近年来一直是选煤领域的研究热点之一。但是在连续分选的过程会产生过量的煤粉和更细粒级的磁铁矿粉混杂到分选介质中,影响着系统流化效果和密度稳定性,恶化分选效果,因此亟需配套高性能干式磁选设备。作者首先对流态化干式磁选机磁系的空间磁场性质和混合物料的流化特性进行了研究,然后对-0.3 mm粒级的磁铁矿粉进行了流化床颗粒流动特性的研究,对磁性颗粒在磁选过程
及时、准确、全面的掌握工业过程的运行状态是现代工业生产当中的一个非常重要诉求,同时,工业过程的运行状态的感知、认知技术也被视为工业人工智能三个关键技术之一。目前,受复杂工业过程多参数、多回路、大滞后、强耦合、干扰频繁等特点的影响,围绕过程静态特性的单一指标运行状态评价方法很难及时获得准确的过程状态。为此,本文围绕基于静-动态特性的复杂工业过程运行状态评价方法展开研究,通过深度挖掘数据特性,从过程静
在碳达峰、碳中和的“双碳”目标以及石油等不可再生能源面临枯竭的危机下,发展节能与新能源汽车是大势所趋。纯电池电动汽车目前因电池功率密度、使用寿命等限制,难以满足实际使用需求。由锂电池和超级电容组合而成的复合储能系统,可实现优势互补,其在快速功率响应的同时拥有较高的能量密度以进一步延长续航里程。然而,超级电容的加入增加了动力系统的复杂性,需考虑如何协调二者以更好地满足车辆行驶的功率需求以及节能等优化
价格是经济的灵魂,与政府、企业、群众休戚相关,价格监管机制事关经济社会发展全局。价格监管是随着我国社会主义市场经济体制的建立完善而不断演变的。随着商品定价方式的多样化,也衍生出了不同的价格问题,这就要求着价格监管在面对新形势要有前瞻性以及科学性。随着绝大部分的商品和服务价格实行了市场调节,我国的价格管理体制和价格监管体制中的一些深层次的矛盾陆续开始显现出来,价格调节机制还不够完善,价格信号尚不灵敏
被誉为世界屋脊的青藏高原,是我国深入实施西部大开发战略和“一带一路”建设的主阵地和必经之路。随着深入实施西部大开发战略和“一带一路”建设,冻土和寒区工程需求依然强劲,相关技术研究大有用武之地。其中,桩基在减小对冻土的扰动、保证多年冻土热状态和工程稳定性等方面所具有的独特优势,被广泛应用于多年冻土区。需要认识到的是,青藏高原多年冻土区地震活动频繁、车辆振动作用和施工震动均会影响冻土和冻土-桩基接触面
课堂行为的评价与分析能够形成有效的教学反馈,辅助教师进行教学决策。但直接利用视频数据会造成评价对象隐私信息的泄露,在保障对象隐私安全的前提下,对课堂采集数据进行分析和评价,可以消除评价对象的戒备心理,从数据质量的角度提升行为识别的精度,进而形成更为科学的教学决策。骨骼行为数据由于不含有对象外部特征,被认为是一种安全性较强的数据类型。在保证学生的隐私安全的前提下,使用骨骼数据与课堂教学课件结合,开展
电化学分解水是制取清洁能源——氢气的有效手段,可以解决人类面临的能源枯竭问题。但析氧反应(OER)作为电化学分解水制氢技术中重要的半反应,其缓慢的四电子转移过程大大提高了水分解电压,这严重制约了电解水制氢技术的发展。所以开发高效、稳定和价格低廉的OER催化剂材料具有重要意义。黑磷(BP)作为新兴的二维材料,因具有类石墨烯结构以及优秀的电学特性,而受到电催化研究者的青睐。过渡金属也呈现了良好的OER
本文首先通过玉米芯炭化和活化制备了炭载体,然后采用浸渍法制备Ru/C了催化剂,利用N2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、氢气程序升温还原(H2-TPR)和X射线光电子能谱(XPS)分析了炭载体和Ru/C催化剂的物理化学性质。以二苯醚(DPE)、苄基苯基醚(BPE)及苯氧基乙苯(PPE)为木质素模型化合物,考察了反应温度、初始氢压、反应时间及催化剂
无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)已广泛应用于工业、农业、科研、医药、军事等领域,构建自动化信息系统,有效实现实时采集数据,为用户提供有效真实的信息。WSN由大量微型无线传感器组成,具有传感器体积小,监控范围广、电池供电、自组织等特点。WSN节点部署环境复杂导致人工更换电池困难,若通信路由协议不合理,容易产生“热区”,“热区”内的节点能耗高,易产生“能量空洞”