基于PMSM矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定域求解和轉(zhuǎn)速響應(yīng)提高研究.pdf

1、永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，設(shè)計(jì)高性能交流調(diào)速系統(tǒng)時(shí)需要綜合考慮控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性三方面的要求。本文從系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)特性兩個(gè)角度進(jìn)行分析，求解系統(tǒng)雙環(huán)PI控制器的穩(wěn)定域，并且提出基于改進(jìn)型最小時(shí)間控制器代替轉(zhuǎn)速環(huán)傳統(tǒng)的PI控制器，改善系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和加強(qiáng)抗負(fù)載擾動(dòng)能力。
　　本研究首先建立系統(tǒng)頻域和離散z域數(shù)學(xué)模型求解穩(wěn)定域，求解并優(yōu)化轉(zhuǎn)速環(huán)和電流環(huán)PI控制器參數(shù)穩(wěn)定域以及采樣周期取值范圍，完成控制

2、器參數(shù)設(shè)計(jì)。本文基于PMSM復(fù)矢量模型，定量分析dq軸交叉耦合電壓對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，并通過系統(tǒng)零極點(diǎn)的位置驗(yàn)證電壓前饋解耦法的正確性。為提高轉(zhuǎn)速靜態(tài)快速性，利用“零極點(diǎn)對(duì)消”準(zhǔn)則和增加“中頻段帶寬”等措施進(jìn)一步優(yōu)化穩(wěn)定域，并設(shè)計(jì)合理的控制器參數(shù)。仿真驗(yàn)證穩(wěn)定域正確性，為調(diào)速系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了可借鑒的理論依據(jù)。其次，提出改進(jìn)型最小時(shí)間控制器用于系統(tǒng)轉(zhuǎn)速環(huán)，詳細(xì)介紹了改進(jìn)型最小時(shí)間控制器的原理和設(shè)計(jì)，主要包括非線性函數(shù)控制器和降階負(fù)載

3、觀測(cè)器兩部分。理論和仿真分析表明，在轉(zhuǎn)速給定突變和負(fù)載突變場合，與傳統(tǒng)的PI控制器相比，轉(zhuǎn)速環(huán)采用改進(jìn)型控制器有效地減小了轉(zhuǎn)速環(huán)的響應(yīng)時(shí)間、增強(qiáng)了抗負(fù)載擾動(dòng)能力且轉(zhuǎn)速無超調(diào)。最后，以一臺(tái)1.5kW永磁同步電機(jī)為樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)表明系統(tǒng)穩(wěn)定域、PI參數(shù)和采樣周期設(shè)計(jì)的合理。PI參數(shù)取值會(huì)影響系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，與 PI控制相比，改進(jìn)型最小時(shí)間控制器設(shè)計(jì)簡單，且系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能好。通過降階負(fù)載觀測(cè)器在反饋環(huán)節(jié)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩電流補(bǔ)償，系統(tǒng)抗負(fù)載擾動(dòng)性能