永磁同步電機控制系統設計與仿真畢業設計論文-資料下載頁

　　

【正文】 tlab實現如圖45和圖46所示：圖45 d、q—a、b、c變換圖46 a、b、c－、變換 SVPWM模塊SVPWM主要是使電機獲得幅值恒定的圓形磁場，當電機通以三相對稱的正弦電壓時，交流電機內產生圓形磁鏈并以此磁鏈為基準，通過逆變器功率器件的不同開關模式產生有效矢量來逼近基準圓，并產生三相互差電角度的接近正弦波的電流來驅動電機[18]。 扇區選擇 圖47 判斷矢量所處扇區　根據和的關系，當＞0，則，A=1；當＞0，則B=1，否則B=0；當＜0，則C=1；否則C=0。取N=A+2B+4C。 計算X、Y、Z和TX 、TY定義定義：X=Y=Z=對于不同的扇區TX、TY，按表41取值。TX、TY賦值后，要對其進行飽和判斷。若TX+TY＞TS，取TX=TX/(TX+TY)，TY= TYTX/(TX+TY)。表41 TX和TY賦值表扇區號IIIIIIIVVVITXZYZXXYTYYXXZYZ 計算矢量切換點Tcm1，Tcm2，Tcm3定義：則在不同的扇區內TcmTcmTcm3根據表42進行賦值。表42 切換點TcmTcmTcm3賦值表扇區號IIIIIIIVVVITcm1TbTaTaTcTcTbTcm2TaTcTbTbTaTcTcm3TcTbTcTaTbTa在Matlab的Simulink環境下的實現如圖4圖4圖4圖411所示。對于TcmTcmTcm3的計算，可用multiportswitch來實現[19]。圖48 計算X、Y、Z圖49 計算Ti、Tm圖410 計算Ta、Tb、Tc PMSM閉環矢量控制仿真模型圖411 PMSM閉環矢量控制仿真模型 仿真結果為了驗證所建模型仿真模型的正確性和有效性，對模型進行了仿真實驗。給定轉速400rad/s，在t=0時，電機負載啟動，在t=?m突變為8N?m，[20]。其波形如圖41圖41圖414所示： 圖412 定子繞組三相電流波形圖413 電磁轉矩波形 圖414 電機轉速波形從仿真結果我們可以看出，電機在通電以后，迅速到達最大轉矩（30N?m），然后很快回到穩定值（2N?m）。轉速以直線上升，迅速達到給定值400rad/s。，負載轉矩由2N?m突變為8N?m，轉速有微小的震蕩后回到給定值。 結束語本文通過對電壓空間矢量控制原理及算法的分析，得到了永磁同步電機的數學模型，運用Matlab/Simulink軟件，構建了永磁同步電機控制系統的模型，通過仿真結果可以看到系統能平穩運行，具有良好的靜、動態特性，仿真結果符合永磁同步電機的運行特性，也為實際伺服系統的設計和調試提供了新的思路。5 結論 研究總結在實際應用中，永磁同步電機控制系統具有直流電機和異步電機控制系統無法比擬的優點。首先，永磁同步電機矢量控制系統是一種高性能的交流控制系統，由于永磁同步電機的許多優點和矢量控制思想，所以由永磁同步電機構成的交流控制系統能夠達到很好的控制性能；其次，我國是世界第一稀土大國，稀土永磁同步電機已經在航空航天多種型號中得到成功的應用。因此，研究和發展高性能永磁同步電機控制系統來滿足現代工業迅速發展的要求具有重要的實用價值。通過分析永磁電機的幾種常用控制策略，本文采用矢量控制的方法對PMSM及其控制系統性能進行仿真。首先簡要介紹了PMSM矢量控制的原理和三種常用的坐標變換，采用電壓空間矢量脈寬調制技術和Matlab／Simulink軟件平臺建立了矢量控制系統合仿真模型，對PMSM系統動態性能進行了仿真分析。通過仿真結果可以看到系統能平穩運行，具有良好的靜、動態特性，仿真結果符合永磁同步電機的運行特性，也為實際伺服系統的設計和調試提供了新的思路。綜合前面章節的內容，本文的主要成果體現在以下三個方面：(1)通過閱讀大量國內外高性能稀土永磁電機相關文獻，較為全面的介紹了國內外永磁電機的應用與研究現狀，并簡要介紹了永磁同步電機控制系統常用的幾種控制技術，其中重點講述了直接轉矩控制系統和矢量控制系統，為本文的研究工作奠定了基礎。(2)根據永磁同步電機的控制原理，文章講述了永磁同步電機的數學模型和交流永磁同步電機的結構和分類。 (3) 對矢量控制系統進行了詳細的分析，并采用電壓空間矢量脈寬調制技術和Matlab／Simulink軟件平臺建立了矢量控制系統合仿真模型，對PMSM系統動態性能進行了仿真分析。通過本文所做的研究工作，了解了高性能PMSM的設計理論，并針對矢量控制進行了仿真，仿真結果進一步證實了本論文研究的有效性。雖然這是種基本的控制策略，但為永磁同步電機的發展和應用打下了良好的基礎，為研究更優越的控制系統奠定基石。 未來研究方向和展望21世紀，科學技術飛速發展，高新技術不斷涌現，節電、環保意識日益增強，使得永磁同步電機發展的前途一片光明，尤其是高性能稀土永磁同步電機及其伺服系統，隨其技術的快速發展和日漸成熟，結構型式將日趨多樣化，也將會贏更為廣泛的發展空間，獲得更加廣泛的應用。需要指出的是，對于永磁同步電機系統本身，目前研究了永磁同步電機，由于參數是測量的，測量存在著一定的誤差，而誤差往往是隨機的，所以參數隨機的永磁同步電機將是今后研究的重點。對于控制方法，本論文主要矢量控制入手，提出了相應的永磁同步電機的控制穩定性理論，提出更好的控制方法將是以后研究的重點。總之，在永磁同步電機矢量控制中，提出一種高精度的混合控制方法并利用更先進的理論也是今后研究的一個重點。致 謝本文的完成首先歸功于我的導師——X教授。XX教授的博聞強志、追求卓越、孜孜以求的務實精神以及嚴謹的科研態度和科學高效的教育理念深深地影響著我，必將使我受益終生。他的悉心指導和鼓勵使我克服了在研究中遇到的諸多困難，在本文即將付梓之際，我內心充滿感激之情，在此我要向我的導師致以最衷心的感謝和深深的敬意。在兩年的學習生活和工作中，還得到了我們XX學院許多領導和老師的熱情關心和幫助，在此深表感謝。最后，我愿把最真摯的謝意送給我的家人，感謝他們自始至終生活上給我的關心和精神上的理解支持，是他們的無私奉獻讓我順利地完成我的學業。愿家人平平安安、將健康康。衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的答辯委員會各位專家、教授！ 2012年5月25日參考文獻[1]. Du Qu Wei,Xiao Shu Luo,Bing Hong Wang,Jin Qing Fang,Robust adaptive dynamic surface control of chaos in permanent magnet synchronous motor[J].Physics Letters A (1):71–77.[2]. 張波,李忠,毛宗源,[J].中國電機工程學報,(9):114119.[3]. Zhujun Jing,Chang Yu,Guanrong Chen. Complex dynamics in permanentmagnet synchronous motor model[J].Chaos,Solitons and Fractals (1):831–848.[4]. Li Z,Zhang B,Mao Z Y,Analysis of the chaotic phenomena in permanentmagnet ynchronous motors based on Poincare map[C].The 3rd World Congress on Intelligence Control and Intelligent , .[5]. [M].北京:機械工業出版社,1997.[6]. 黃雷,趙光宙,[J].浙江大學學報:工學版,2007,41(7):1107 1110.[7]. N review of parameter sensitivity and adaptation in indirect vector controlled induction motor drives systems[J].IEEE Power Electronics,(4):695703.[8]. ,2008(7):.[9]. 張鳳,顧德軍,(IE2),超高效(IE3),36(10):1923.[10]. ,2010.[11]. [M].,2829.[12]. 舒志兵,[M].北京:.[13]. Shin antiwindup PI controller for variablespeed motor drives[J]．IEEE Trans on Industrial Electronics ,1998,45( 3) : 445 450.[14]. 鄭澤東,2008.[15]. 劉永飄,鐘彥儒,[J].電氣傳動自動化2006,28（1）:1821.[16]. 孫亞樹,周新云,[J].農機化研究,2003,4（2）：105106.[17]. [J].電氣自動化,2002,（2）：79.[18]. [M].北京:機械工業出版.[19]. 舒志兵,[M].北京:.[20]. 范影樂.Matlab仿真應用詳解（第2版）[M].北京:人民郵電出版社.