基于泛布尔代数的永磁同步电机控制策略的研究

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永磁同步电机具有功率密度大、运行可靠、能量转换效率高、动静态特性好等优点,在工业上已得到越来越广泛的应用。随着工业控制系统对控制精度、响应速度以及稳定性能等要求越来越高,使得研究合理的控制策略变得至关重要。因此,目前对永磁同步电机伺服系统控制策略的研究是一个热点。 传统的闭环控制多采用的是经典的PID算法,其研究的是线性时不变的控制问题。然而,永磁同步电机是一个具有非线性、强耦合性以及时变性的系统,并且电机参数会随着运行条件而发生改变。因此,传统的固定参数的PID控制器不适合更高精度的控制要求的场合。鉴于此,本文探讨了泛布尔代数应用于永磁同步电机控制策略的方法。 首先介绍了永磁同步电机在d—q坐标系下的数学模型,以永磁同步电机矢量控制为基础,根据泛布尔代数的基本原理,设计了基于泛布尔代数的九点逻辑控制器,无需知道永磁同步电机的精确数学模型,解决了非线性以及时变性的问题,达到算法简单、系统响应速度快的要求。 其次,针对泛布尔逻辑控制器难以消除系统稳态误差的不足,研究了泛布尔逻辑控制与PID控制相结合的控制方法,提出了基于泛布尔代数的PID控制策略,设计并实现了永磁同步电机的泛布尔PID速度控制器,提高了系统的控制性能。 另外,根据复合式光电编码器的原理以及永磁同步电机的启动特性,分析现有永磁同步电机转子位置检测方法的不足,提出了使用复合式光电编码器对永磁同步电机转子初始位置检测及电机启动的方法,实验结果表明,该方法实现了快速启动,有效地解决了永磁同步电机启动难的问题。 最后,从软硬件两方面介绍了控制系统的实现,以TI公司的TMS320F2812数字信号处理器为核心,设计硬件电路,搭建系统实验平台,编写系统控制软件,经过反复调试实验,得到了系统的实验结果。 文章最后对全文进行了总结,并提出下一步工作的展望。
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