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1、永磁同步电机矢量控制系统关键永磁同步电机矢量控制系统关键问题及实验研讨问题及实验研讨主要内容主要内容1.课题背景及研讨意义2.国内外研讨现状3.研讨的主要内容4.关键技术5.研讨方法6.技术方案7.预期目的8.创新点9.任务方案1.本课题的背景及研讨意义1/2(1)研讨背景(2)研讨意义1.本课题的背景及研讨意义2/2性能对比性能对比矢量控制矢量控制直接转矩控直接转矩控制制逆变器开关频率高低转矩脉动小大调速范围较宽范围有限低速性能好转矩脉动严重矢量控制和直接转矩控制是调速系统中比较成熟的控制技术，在PMSM调速系统中，矢量控制是一种相对更好的控制技术。本课题采用矢量控制方案，此方案可以实现电动
2、机的解耦控制，控制简单、获得类似直流电机的调速性能。2.国内外研讨现状1/3国外研讨现状国外研讨现状国内研讨现状国内研讨现状2.国内外研讨现状2/3l 永磁同步电机的控制算法对比控制算法控制算法优点优点缺点缺点PI控制方法简单，既能提高静态精度，又能改善动态品质属于线性的控制方法，适应负载能力差，抗干扰能力差，控制性能不够稳定滑模变结构控制不要求精确的数学模型，不受参数变化和外部扰动的影响；由于惯性，时间延迟等因素，存在抖振现象自适应控制无需精确的控制对象，无需进行参数估计在线辨识和校正的时间比较长，对一些变化较快的伺服系统，达不到理想控制效果2.国内外研讨现状3/3 1王鑫,李伟力,程树康.
3、永磁同步电动机开展展望J.微电机,2007,05:69-72.2姜飞荣.永磁同步电机伺服控制系统研讨D.浙江大学,2006.3李静，程小华.永磁同步电机的开展趋势J.防爆电机，2021,(OS):1-4 4赵光宙，刘栋梁.交流伺服系统及其控制战略综述J.电气时代，2006,(2):38-41 5刘军，俞金寿.永磁同步电机控制战略.上海电机学院学报，2007，10(3).6王丰尧.滑模变构造控制M.北京:机械工业出版，1995.7王庆龙,张兴,张崇巍.永磁同步电机矢量控制双滑模模型参考自顺应系统转速辨识J.中国电机工程学报,2021,06:897-902.8 Mohamed A S,Zaky M
4、 S,Ashraf S Z,et alparative study of sensorless control methods of PMSM drives.Innovative Systems Design and Engineering.20219 Zhaowei Qiao,Tingna Shi,Yindong Wang,Yan Yan,Changliang Xia,Xiangning He.New Sliding-Mode Observer for Position Sensorless Control of Permanent-Magnet Synchronous Motor.Indu
5、strial Electronics,IEEE Transactions on.2021 10 王子辉,陆凯元,叶云岳.基于改良的脉冲电压注入永磁同步电机转子初始位置检测方法J.中国电机工程学报,2021,36:95-101.11 何栋炜,彭侠夫,蒋学程,周结华.内置式永磁同步电机转子初始位置估计方法J.电机与控制学报,2021,03:49-55.12 Ying-Shieh Kung,Pin-Ging Huang.High performance position controller for PMSM drives based on TMS320F2812 DSP.Control ,2004
6、.Proceedings of the 2004 IEEE International Conference on.13 丁硕,崔总泽,巫庆辉,常晓恒,胡庆功.基于SVPWM的永磁同步电机矢量控制仿真研讨J.国外电子丈量技术,2021,06:81-85.14 王春民,嵇艳鞠,栾卉,张智恩.MATLAB/SIMULINK永磁同步电机矢量控制系统仿真J.吉林大学学报(信息科学版),2021,01:17-22.15 Texas Instruments.TMS320F2810,TMS320F2812 Digital Signal Processors Data Manual.2003 16 梅国权.永
7、磁同步电机矢量控制系统的研讨与设计D.南京理工大学 2021.17 蒋家强,曹建福.永磁同步电机矢量控制及其仿真研讨J.电气开关,2021,04:51-53.18 陈高,杨家强.基于TMS320F28335的永磁同步电机数字化矢量控制器设计J.机电工程,2021,09:1090-1094.19 廖勇,沈朗,姚骏,刘刃.改良的面贴式永磁同步电机转子初始位置检测J.电机与控制学报,2021,02:203-207.20 Xu D,T Wang,H Wei.A Digital High Performance PMSM Servo System Based on DSPand FPGA.Proceed
8、ings of International Conference on Industrial Electronics and Application.20213.主要研讨内容(1)系统框图l 逆变器的控制方式逆变器的控制方式l 采用采用SVPWM控制方式替代电流滞环踪控制控制方式替代电流滞环踪控制l 矢量控制方式的选取矢量控制方式的选取l 寻觅适宜的寻觅适宜的PMSM矢量控制方式，分析原理，数学建模矢量控制方式，分析原理，数学建模l 转子初始磁极位置的检测转子初始磁极位置的检测l 选取一种简单，有效的在零速准确检测磁极位置方案选取一种简单，有效的在零速准确检测磁极位置方案l 搭建实验平台搭建实
9、验平台l 基于基于DSP对对PMSM矢量控制系统进展硬件设计和软件设计矢量控制系统进展硬件设计和软件设计(2)研讨内容4.关键技术l 运用SVPWM替代电流滞环跟踪控制，增设电流内环，设计电流调理器l 转子磁极初始位置的检测5.研讨方法l 对PMSM的动态数学模型进展分析，掌握PMSM矢量控制的根本原理、系统构造和实现方法l 利用MATLAB软件中Simulink仿真模块对矢量控制系统进展仿真、比较、分析及优化改良l 搭建硬件与数字实验平台，进展实验探求及验证6.技术方案(1/5)PMSM矢量控制方式的选取矢量控制方式的选取控制方式控制方式优点优点缺点缺点电机的输出转矩与交轴电流成正比，控制相
10、对比较简单，转矩性能好，可以获得很宽的调速范围，适用于高性能的数控机床、机器人等场合电机运行功率因数低，电机和逆变器容量不能充分利用 控制交、直轴电流分量，保持PMSM的功率因数为1，可以充分利用逆变器的容量输出的最大转矩较小最大转矩/电流比控制减小电机铜耗，提高运行效率，逆变器所需输出的电流较小，对逆变器的容量要求可相对低运算复杂，实时控制时计算量大0di cos1控制方程和系统框图控制方程和系统框图电流控制型逆变器，按转子磁链定向的控制方电流控制型逆变器，按转子磁链定向的控制方程程:控制方程中存在耦合项，使得定子电流转矩分控制方程中存在耦合项，使得定子电流转矩分量和励磁分量不可以由电压独立
11、控制量和励磁分量不可以由电压独立控制,采用反响采用反响解耦控制解耦控制,到达解耦目的。到达解耦目的。)()(ddddfdqqdqeqqqfddddeqqqqedddqdpqdprpLLiiniiLLninTiLiLtRiutRiu6.技术方案(2/5)系统控制构造框图系统控制构造框图设计定子电流励磁分量和转矩分量的电流环和相设计定子电流励磁分量和转矩分量的电流环和相应调理器，采用应调理器，采用SVPWMSVPWM控制逆变器控制逆变器6.技术方案(3/5)在未知转子初始位置的情况下，可以给定子通直流电，产生恒定的磁场，这样就可以把转子拉到指定的位置，此时就可以确定转子的初始位置。通直流电产生恒定
12、磁场通直流法通直流法6.技术方案(4/5)硬件框图硬件框图6.技术方案(5/5)7.预期目的预期目的l 增设电流内环，采用SVPWM控制逆变器获得较好的输出电压波形、有效抑制电流动摇和转矩脉动l 在零速时转子磁极位置可以准确定位，使电机平稳启动l 搭建实验平台，得到初步实验结果l 公开在国内外学术刊物上发表学术论文1篇8.创新点创新点l 在零速时转子磁极位置可以准确定位，使电机平滑启动l 研讨改良传统矢量控制方案，用SVPWM替代电流滞环跟踪控制9.任务方案任务方案 2021年08月10月 检索及阅读相关文献，预备开题报告 2021年11月17年3月 阅读文献，实际分析，参数计算,搭建硬件电路 2021年04月07月 调试硬件电路，学习软件编程，撰写学术论文 2021年08月10月 编写软件部分，实验平台搭建终了，进展实验研讨 2021年11月12月 撰写学位论文 2021年01月04月 毕业争辩谢谢!
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