一、无速度传感器异步电动机直接转矩控制及其数字仿真(论文文献综述)
王铮[1](2012)在《基于UKF的无传感器永磁同步电机直接转矩控制研究》文中进行了进一步梳理永磁同步电机具有高功率密度、高运行效率等诸多优点,在目前的交流调速领域已经得到了广泛的应用。传统的矢量控制需要进行繁琐的矢量变换,而直接转矩控制则省略这一过程,正逐步取代矢量控制在电机调速领域的地位。在传统的电机控制系统中,主要采用的机械传感器,然而这些机械传感器将受到环境的影响,使系统的可靠性降低。同时,机械传感器也加大了系统运行的成本。因此无传感器技术在永磁同步电机控制的应用成为了研究的热点。在无传感器技术领域,专家学者们提出了很多检测方法,大多都存在着鲁棒性低、速度精度低、过于依赖电机参数等不足,但是在这些方法中,扩展卡尔曼滤波算法(EKF)无疑是应用较为广泛的,但是EKF算法在处理线性滤波问题时存在误差较大,高阶系统难以实现等缺点,为此有学者提出一种基于无味卡尔曼滤滤波算法(UKF)的改进算法,即UDUTUKF,该算法不需要计算平方根,具有较高的算法稳定性,这种算法目前已经广泛应运于导航、定位等领域,但是还未应用于交流电机调速领域。本文将基于这种改进算法对定子磁链、转子速度和转子位置进行精确估计并得到电磁转矩估计值,从而建立无传感器永磁同步电机直接转矩控制系统。与EKF算法的仿真结果进行对比分析,证明UDUTUKF算法具有较高的准确性和稳定性。
孙晓娜[2](2008)在《基于DSP的无速度传感器永磁同步电机直接转矩控制系统研究》文中研究说明本文在分析永磁同步电动机(PMSM)的数学模型基础上,深入探讨了直接转矩控制技术在永磁同步电机速度控制中的应用。建立了具有新型开关电压矢量表的永磁同步电动机控制系统Matlab仿真模型,着重阐述了扩展卡尔曼滤波算法的原理及在本系统中的应用,构造了基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机直接转矩控制系统仿真模型,实现了无速度传感器在永磁同步电机直接转矩控制中的应用。本文以TI公司推出的电机专用微处理器TMS320LF2407DSP为控制核心,辅以必要的硬件,设计完成了一套完整的永磁同步电机全数字控制系统,对无速度传感器控制策略进行了实验研究。仿真结果验证了扩展卡尔曼滤波算法在无速度传感器电机控制中的有效性和合理性。
徐艳平[3](2008)在《永磁同步电动机减小转矩脉动的直接转矩控制方法研究》文中进行了进一步梳理永磁同步电机因其无需励磁电流、运行效率和功率密度高等优点,在工业领域中得到了广泛的应用,直接转矩控制方法具有控制简单、响应迅速的优点,已成为一种高性能的交流调速方法。本文叙述了永磁同步电机直接转矩控制的最新研究发展状况,针对永磁同步电机直接转矩控制中存在的定子电阻变化、低速运行时磁链和转矩脉动大、逆变器开关频率不恒定等问题,提出了相应改进方案,并进行了仿真和实验验证,其主要工作及成果有:一、针对永磁同步电机定子电阻变化影响磁链和转矩控制性能的问题,提出了一种根据定子电流实际值与给定值的误差,采用模糊控制的定子电阻在线估计方法。详细研究了定子电阻变化对磁链和转矩计算的影响,指出了若不对定子电阻变化进行补偿会导致系统性能变差。仿真结果表明定子电阻参数的变化确实会使直接转矩控制中转矩和磁链位置的计算发生偏差,同时基于模糊控制的定子电阻在线估计方法能够准确地估计出定子电阻的变化,减小了由于定子电阻变化而带来的转矩和定子磁链位置误差。二、针对永磁同步电机传统直接转矩控制中存在的磁链增量不对称性和转矩脉动大等问题,提出了一种扇区细分和占空比控制相结合的永磁同步电机新型直接转矩控制方法。对永磁同步电机传统直接转矩控制中的磁链和转矩运行轨迹及增量进行了详细地分析,指出磁链和转矩增量在扇区分界处具有明显的不对称性,同时增量与采样周期、采样周期内作用的电压矢量幅值存在正比关系。提出了一种将常用的六个扇区细分成十八个扇区,并根据转矩误差实时确定输出电压脉冲的占空比—即作用的有效电压矢量幅值的新型直接转矩控制方法。仿真和实验结果证明了这种方法有效地减小了传统直接转矩控制中磁链增量的不对称性,进而改善了磁链运行轨迹,减小了电机的转矩脉动。三、针对永磁同步电机传统直接转矩控制中的磁链和转矩脉动大、逆变器开关频率不恒定等问题,提出了一种基于空间矢量调制的永磁同步电机新型直接转矩控制方法。在建立永磁同步电机定子磁链坐标系数学模型的基础上,利用磁链和转矩误差及转速确定出电压在定子磁链坐标系轴上的给定参考分量,再结合坐标变换和空间矢量调制方法实现电机磁链和转矩的控制。该方法中省去了传统直接转矩控制中的磁链和转矩滞环控制器,并结合了空间矢量调制方法,能够明显减小传统直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,使逆变器工作在恒定的开关频率下,仿真和实验结果证明了其有效性和正确性。四、针对传统直接转矩控制中的转矩脉动问题,提出了一种基于离散空间矢量调制的改进直接转矩控制方法,并对三种改进直接转矩控制方法进行了比较。在分析永磁同步电机转矩公式的基础上,得出了不同转速下电压矢量对转矩的影响,提出了一种选用与基本电压矢量同方向,但幅值大小不同的离散空间矢量调制的直接转矩控制方法,并针对传统的转矩滞环控制器进行了改进。仿真和实验结果表明该控制方法简单,易于实现,能够使电机转矩脉动与电机噪声得到了较好的抑制。同时对提出的三种改进直接转矩控制方法进行了比较研究,得出了基于空间矢量调制的直接转矩控制方法减小转矩脉动效果最好的结论。五、采用了一种将脉振高频信号注入逆变器输出PWM波的电机转速估算方法,实现了永磁同步电机无速度传感器速度闭环控制。对旋转高频电压信号注入和脉振高频电压信号注入方法估计转速进行了详细的理论推导和仿真验证,说明旋转高频电压信号注入法的实现需要永磁同步电机在物理构成上具有凸极性,而脉振高频电压信号注入法的实现只需要永磁同步电机在高频信号下体现出一定的凸极性,就可以实现电机转速辨识,因此具有更为广泛的适应范围,但是注入脉振的高频信号,可能会增加电机的脉动。对脉振高频电压信号注入法估计电机转速进行了实验验证,实验结果证明了这种方法适合于低速运行,对电机参数的变化不敏感,鲁棒性强。
雷波[4](2008)在《永磁同步电机控制策略研究及仿真》文中研究说明永磁同步电机相对于其它电机而言有着优异的控制性能,己广泛应用于社会生活之中,而且,由于我国在永磁体稀土方面的资源极为丰富,这就使研究永磁同步电机的控制显得十分重要。本文研究了永磁同步电机的控制策略,并做了仿真研究,为实际应用提供了充分的理论依据。论文对永磁同步电机的结构和特点进行了分析,介绍了永磁同步电机控制中常用的三种坐标系及相互变换关系,给出了永磁同步电机在不同坐标系下的数学模型,重点介绍了d-q坐标系下的数学模型。在此基础上,对永磁同步电机在有速度传感器条件下的控制策略和无速度传感器条件下的控制策略分别进行了研究。有速度传感器控制中,研究了空间矢量控制(SVPWM)、直接转矩控制(DTC)、及基于空间矢量调制的直接转矩控制(SVM-DTC)三种控制策略的原理及其实现方法,在Matlab/simulink下,分别构建系统的仿真模型,进行仿真验证。无速度传感器控制中,研究了基于磁链矢量角速度辨识的直接转矩控制策略和基于MRAS速度辨识的矢量控制策略的原理和实现方法,分别给出Matlab/simulink下系统的仿真模型,并进行仿真验证。通过前述研究,明确了各种控制策略中存在着一定的不足之处。针对这些不足,进行了深入的研究,提出了相应的优化与改进的措施。直接转矩控制中,转矩和磁链脉动较大,提出了优化电压矢量开关表、改进磁链观测器等改进方法;而无速度传感器控制中,转矩变化时,速度估计存在较大偏差,提出了变参数调节、增加速度补偿等改进方法:同时,对改进方法,在Matlab/simulink中进行了仿真验证,结果表明了改进方法的正确性和有效性。
徐从谦[5](2007)在《正弦波永磁同步电动机直接转矩控制性能改善研究》文中研究表明正弦波永磁同步电动机具有高效节能、高功率密度和高功率因数等诸多优点,被广泛应用在工业控制、交通运输和航空航天等领域。以其构成的交流传动控制系统的控制策略主要有矢量控制和直接转矩控制,其中直接转矩控制因具有结构简单、概念明确、响应迅速等优点而成为现代交流传动领域的研究热点。本文研究正弦波永磁同步电动机直接转矩控制系统,针对其转矩脉动问题,提出了改进转矩脉动的控制策略。首先说明了选题背景和目的意义,综述了永磁同步电动机直接转矩控制系统的研究现状,分析了零电压矢量对电磁转矩的特殊作用,由此提出了基于转矩预测的模糊直接转矩控制方法。针对定子磁链在π/3扇区内的不同位置时,相同的空间电压矢量对磁链和转矩的作用效果明显不同,提出了改进的模糊控制规则表。通过与传统的模糊直接转矩控制进行对比仿真实验,证明了该方法的合理性和先进性。论文对全数字化交流传动控制系统的数字控制器仿真建模方法进行了深入的研究,构建了基于时序控制的永磁同步电动机交流传动控制系统仿真平台,它具有和全数字化控制系统相同的时序控制逻辑。通过在该平台上实现基于空间电压矢量调制的直接转矩控制策略,证明了该仿真建模方法的合理性,为以后的研究工作提供了有效的实验工具。
李志强[6](2007)在《纯电动汽车交流异步电机及整车总成控制器的开发技术研究》文中研究表明电动汽车以电能为能源,具有零排放无污染的突出优点,开发前景十分广阔。驱动电机及其控制系统是电动汽车动力系统中的核心部分。电动汽车用交流电机的直接转矩控制是电机高性能交流变频调速的新技术之一。本论文以电动汽车用交流电机驱动系统为研究对象,将直接转矩控制思想运用于电动汽车驱动系统。为了降低成本并且提高整个系统的可靠性,将电动汽车电机控制器和整车控制器集成到一起即电机及整车总成控制器。根据电动汽车所要达到的性能指标,分析了电动汽车驱动系统的特点,对各种驱动电机进行了比较。讨论了交流调速技术的发展和现状,采用空间电压矢量方法分析了直接转矩控制的基本原理结构及其算法。详细分析了交流异步电机系统的工作原理,建立了交流异步电机及其控制系统的数学模型;然后在此基础之上分析了交流异步电机直接转矩控制的实现方法,介绍了直接转矩控制系统的关键参量—定子磁链空间矢量的控制方式及其实现办法。并为获得良好的控制效果形成闭环控制系统,引入了磁链与转矩观测模型。最后建立了异步电机直接转矩控制系统模型并成功地进行了整个模型的仿真且得到了期望的结果。根据整车动力学原理,建立了整车动力学模型,最后完成了电机模型和整车动力学模型的联合仿真。设计了基于CAN总线的电动汽车整车网络,并制订了整车CAN总线通讯协议。主控芯片选用美国TI公司生产的面向电机控制的DSP芯片TMS320LF2407。整个硬件系统是以TMS320LF2407型DSP为核心的弱电电路和以IPM模块为主的强电电路所组成。设计完成了档位检测模块、踏板位置检测模块、输出控制模块和通讯模块等。介绍了再生制动的概念,讨论了再生制动的重要性,尤其是在城市工况下,通过对频繁制动过程中制动能量的回收,既减少了机械摩擦制动系统的损耗,又实现了能量的重新利用。分析了再生制动的特性,设计了实现再生制动的方案,包括如何进行电制动和机械制动的合理分配。最后采用了模糊逻辑控制理论来优化制动能量回收策略。介绍了嵌入式操作系统μC/OS-II,完成了嵌入式操作系统μC/OS-II在DSP2407上的移植。在完成上面的工作后,进行了基于嵌入式操作系统μC/OS-II平台上的任务的制定。最后完成软、硬件离线方式下的测试。
高艳平[7](2007)在《基于电压空间矢量脉宽调制永磁同步电机直接转矩控制》文中研究说明随着社会实际生产要求的不断提高,电机的种类不断增多,电机控制技术也不断得以升级。永磁同步电机以其体积小、效率高、可靠性好以及对环境的适应性强等诸多优点,在各种高性能驱动系统中得到了广泛应用。最初以感应电机为研究对象的直接转矩控制技术刚刚问世,就以其独有新颖的控制思想,简洁明了的系统结构,优良的动静态性能等优点受到普遍关注。然而,直接转矩控制技术在永磁同步电机上的研究还并非十分完善,在有些方面仍存在欠缺,比如说电磁转矩脉动大和低速性能差等都是非常棘手的问题,使得系统达不到期望的最佳控制效果。因此,针对这些问题,本文提出了一种基于电压空间矢量脉宽调制策略的永磁同步电机直接转矩控制方法。仿真结果表明该方法可以明显减小转矩和磁链脉动,具有更好的动、静态性能,而且响应速度快,从而运行更加平稳。首先,本文在综述了直接转矩控制技术发展与研究历程之后,介绍了在电机控制中坐标变换的基本原理和永磁同步电机的数学模型,详细阐述了常规直接转矩控制技术和电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的原理以及SVPWM的控制算法,并给出相应仿真。其次,以上述理论依据作为基础,针对直接转矩控制系统中所存的转矩和定子磁链脉动问题,提出了一种基于定子磁链电压空间矢量脉宽调制策略的永磁同步电机直接转矩控制技术,并在MATLAB/SIMULINK中搭建系统仿真模型,从稳态和动态两方面将所设计的系统与常规DTC系统进行仿真比较,仿真结果验证了此方法的可行性与优势。最后,在阅读了大量有关直接转矩控制方面文献的基础上,本文总结了影响常规直接转矩控制系统低速性能的因素与改善方法,详细分析了定子电阻的变化对系统造成的影响,并依此设计了定子电阻在线估计器以解决基于SVPWM策略的永磁同步电机直接转矩控制系统低速性能差的问题,最后利用仿真进一步验证了所设计的定子电阻在线估计器的有效性。
王娟平[8](2006)在《变速恒频风力发电系统的无传感器矢量控制方法研究》文中研究表明变速恒频风力发电系统是近年来国内外研究最广泛的课题,其中最具代表性的是绕线式转子双馈异步发电系统。 由于变速恒频风力发电系统是一个非线性不稳定的复杂系统,系统具有不确定性,模型很难建立,而自适应控制的研究对象就是这种具有不确定性的系统,它能通过修正控制器的参数来降低不确定性对系统的影响,且可以增加系统的简易性和鲁棒性。本论文研究的重点是变速恒频风力发电系统的无速度传感器矢量控制。 本文对近几年无速度传感器矢量控制在风力发电方面的研究成果进行了总结和归纳,给出了双馈风力发电机定子磁场定向矢量控制的基本原理,包括坐标变换公式和不同坐标系下的发电机动态方程。 介绍了PI自适应的基本结构及控制原理,应用基于PI自适应的转速辨识方法,对无速度传感器矢量控制系统进行了仿真研究。对PI自适应的辨识转速和实际转速波形进行了比较,结果表明,基于PI自适应的矢量控制系统具有较好的动态性能。 神经网络具有很强的自学习、自适应能力,经过严格训练的多层神经网络能以任意精度逼近原非线性系统,为非线性系统辨识提供了一个强有力的工具。本文对多层前馈网络进行了研究,设计出了基于多层前馈网络的双馈风力发电机的转速估计方法。在建立的二层网络中,运用在线的BP算法对转速进行辨识。对采用多层前馈网络的矢量控制系统进行了仿真研究,可以看到该辨识方法具有很好的快速性和逼近程度。
尹建寨[9](2006)在《直线同步电机直接推力控制方法的研究与实现》文中认为直线电机不要中间转换装置就能实现直线运动。直线同步电机是一种高速度、高效率的传动机械,高速磁悬浮列车广泛采用它进行驱动。它是多变量、非线性、强耦合的系统,不像直流电机那么容易调速,如何对它进行变频调速就成了很多科技人员的研究课题。 本论文在异步电机直接转矩控制理论的基础上,介绍了直线同步电机直接推力控制方法的基本原理,并对直线同步电机的直接推力控制的数字实现进行了一些有益探索。采用数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407实现了直线同步电机直接推力控制系统的试验。 论文在传统的直接推力控制原理的基础上引入空间矢量脉宽调制技术的直接推力控制方法,它不要增加电路硬件和开关表的复杂程度,使磁链轨迹接近圆形,能很好的实现变频调速,大大减少推力脉动。 论文对直线同步电动机的基本理论和特性进行了分析和研究,建立了直线同步电动机的数学模型,然后利用MATLAB/SIMULINK构建直线同步电机直接推力控制系统的仿真模型,并对该模型进行了暂态和稳态过程仿真,仿真结果表明该闭环控制系统的静、动态性能良好,是一种很好的交流调速方式。 论文详细介绍了直线同步电机直接推力控制系统的硬件和软件设计,用汇编语言编写了该控制系统的软件,通过软件仿真,结果表明软件设计正确,运行可靠。在圆弧型直线同步电机试验台上进行试验,试验结果较好的证实了直接推力控制方法具有快速动态响应的特性。
闫丽[10](2006)在《无速度传感器直接转矩控制系统研究》文中研究表明本文实现了以TMS320LF2407A DSP为控制核心的无速度传感器直接转矩控制系统。重点研究了磁链观测和无速度传感器转速辨识的方法。 利用MATLAB对基于u-i模型的纯积分磁链观测器和磁链状态观测器这两种观测磁链的方法进行了研究,仿真结果表明磁链状态观测器可以较好的克服纯积分磁链观测器的缺点。在此基础上又分别对自适应转速辨识和直接计算两种转速辨识方法进行了仿真,比较了两种方法各自的优缺点。 最后,基于TMS320LF2407A设计了控制电路。采用汇编语言编程,针对1.1kW异步电机,对基于u-i模型的纯积分磁链观测器和磁链状态观测器以及自适应转速辨识法进行了实验。实验结果进一步验证了仿真结论,证明了磁链状态观测器可以在一定程度上克服定子电阻的影响,改善电机的低速性能;自适应转速辨识法能快速而准确的收敛至真实值。
二、无速度传感器异步电动机直接转矩控制及其数字仿真(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、无速度传感器异步电动机直接转矩控制及其数字仿真(论文提纲范文)
(1)基于UKF的无传感器永磁同步电机直接转矩控制研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 永磁同步电机及相关领域的发展概况 |
1.2.1 永磁同步电机特点 |
1.2.2 电力电子技术的发展 |
1.2.3 微处理器技术的发展 |
1.2.4 高性能永磁材料的发展 |
1.3 永磁同步电动机控制策略的发展 |
1.3.1 转速开环恒压频比控制(VVVF) |
1.3.2 转子磁场定向的矢量控制(FOC) |
1.3.3 直接转矩控制(DTC) |
1.4 永磁同步电机无传感器技术发展概况 |
1.4.1 直接计算方法 |
1.4.2 模型参考自适应方法(MRAC) |
1.4.3 扩展卡尔曼滤波(EKF)法 |
1.4.4 高频注入方法 |
1.4.5 基于人工智能的估计方法 |
1.5 本文主要工作内容 |
1.6 研究内容 |
2 永磁同步电机数学模型 |
2.1 引言 |
2.2 永磁同步电机基本结构 |
2.3 永磁同步电机数学模型 |
2.3.1 三相静止坐标系( A-B-C)下的 PMSM 模型 |
2.3.2 两相静止坐标系( α-β)下的 PMSM 模型 |
2.3.3 两相旋转坐标系( d-q)下的 PMSM 模型 |
2.4 坐标变换 |
2.4.1 两相静止坐标系与三相静止坐标系转换 |
2.4.2 两相静止坐标系与两相旋转坐标系转换 |
2.5 小结 |
3 永磁同步电机直接转矩控制系统 |
3.1 引言 |
3.2 直接转矩控制的基本原理 |
3.2.1 直接转矩控制系统的基本结构 |
3.2.2 逆变器与基本空间电压矢量 |
3.2.3 逆变器开关表 |
3.3 直接转矩控制系统 |
3.3.1 定子磁链的控制 |
3.3.2 转矩的控制 |
3.4 永磁同步电机直接转矩控制 |
3.4.1 永磁同步电机直接转矩控制的基本原理 |
3.4.2 永磁同步电机直接转矩控制的动态模型 |
3.5 小结 |
4 算法的设计与研究 |
4.1 引言 |
4.2 UKF 估计器的原理 |
4.2.1 UT(Unscented Tansformation)变换原理 |
4.2.2 UT 变换精度分析 |
4.2.3 UKF 算法原理 |
4.2.4 影响 UKF 算法精度的主要因素 |
4.3 UDU~TUKF 滤波估计器 |
4.4 初始条件及噪声方差阵 |
4.5 基于 UDU~TUKF 滤波算法的 PMSM 直接转矩控制系统 |
4.5.1 基于 UDU~TUKF 滤波算法的 PMSM-DTC 系统结构 |
4.5.2 基于 UDU~TUKF 滤波算法的 PMSM-DTC 动态模型 |
4.6 小结 |
5 系统仿真研究 |
5.1 引言 |
5.2 仿真工具介绍 |
5.3 仿真模型设计 |
5.3.1 PMSM 模块 |
5.3.2 电流转换单元 |
5.3.3 计算单元 |
5.3.4 UDU~TUKF 估计器模块 |
5.3.5 区域选择模块 |
5.3.6 开关表 |
5.3.7 逆变器模块 |
5.4 PMSM 参数及初始值设定 |
5.5 仿真结果分析 |
5.5.1 仿真结果分析 |
5.5.2 仿真结果对比分析 |
5.6 小结 |
结论 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(2)基于DSP的无速度传感器永磁同步电机直接转矩控制系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 永磁同步电机的发展现状 |
1.2 永磁同步电动机控制方法的发展现状 |
1.3 永磁同步电动机无速度传感器的研究意义及现状 |
1.4 本文的主要内容 |
2 永磁同步电动机数学模型 |
2.1 引言 |
2.2 电压平衡方程 |
2.3 磁链方程 |
2.4 电磁转矩与机械运动方程 |
2.5 坐标变换 |
2.6 本章小结 |
3 永磁同步电机直接转矩控制系统 |
3.1 引言 |
3.2 DTC 的基本原理 |
3.3 DTC 的特点 |
3.4 DTC 的实现 |
3.5 DTC 的 MATLAB Simulink 仿真 |
3.6 本章小结 |
4 基于扩展卡尔曼滤波器的无传感器控制技术 |
4.1 引言 |
4.2 卡尔曼滤波原理和分析 |
4.3 扩展的卡尔曼滤波 |
4.4 应用扩展卡尔曼滤波算法的 PMSM 直接转矩控制的无传感器调速 |
4.5 系统仿真与分析 |
4.6 本章小结 |
5 基于 DSP 的数字控制系统软硬件实现 |
5.1 引言 |
5.2 DSP 数字控制系统硬件实现 |
5.3 基于 DSP 的控制系统软件设计 |
5.4 本章小结 |
6 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间发表的论文 |
(3)永磁同步电动机减小转矩脉动的直接转矩控制方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 永磁同步电机的控制方式 |
1.3 永磁同步电机直接转矩控制研究现状 |
1.4 本文主要研究内容 |
2 永磁同步电机直接转矩控制系统 |
2.1 永磁同步电机的结构和数学模型 |
2.1.1 永磁同步电机的结构 |
2.1.2 永磁同步电机的数学模型 |
2.2 永磁同步电机直接转矩控制原理 |
2.2.1 空间电压矢量的形成 |
2.2.2 定子磁链的控制 |
2.2.3 电磁转矩的控制 |
2.3 永磁同步电机直接转矩控制实现 |
2.3.1 磁链和转矩的计算 |
2.3.2 滞环控制器与电压矢量选择表 |
2.4 仿真与实验结果 |
2.5 本章小结 |
3 一种直接转矩控制中的定子电阻在线估计方法 |
3.1 定子电阻变化对系统性能的影响 |
3.2 基于PI和模糊控制的定子电阻在线估计 |
3.2.1 采用PI控制的定子电阻在线估计方法 |
3.2.2 采用模糊控制的定子电阻在线估计方法 |
3.3 仿真结果 |
3.4 本章小结 |
4 基于扇区细分和占空比控制的DTC系统 |
4.1 传统PMSM直接转矩控制性能分析 |
4.1.1 磁链控制性能分析 |
4.1.2 转矩控制性能分析 |
4.2 基于扇区细分和占空比控制的DTC系统 |
4.2.1 磁链性能改善 |
4.2.2 转矩性能改善和占空比控制 |
4.2.3 基于扇区细分和占空比控制的新型DTC |
4.3 仿真和实验结果 |
4.4 本章小结 |
5 基于空间矢量调制的直接转矩控制系统 |
5.1 传统DTC滞环控制分析 |
5.2 基于空间矢量调制的DTC原理 |
5.2.1 定子磁链坐标系下的PMSM数学模型 |
5.2.2 基于空间矢量调制的DTC系统 |
5.2.3 空间电压矢量调制 |
5.3 仿真和实验结果 |
5.4 本章小结 |
6 基于离散空间矢量调制的直接转矩控制 |
6.1 离散空间矢量调制的控制原理 |
6.1.1 电压矢量对转矩的影响 |
6.1.2 离散电压矢量的选择 |
6.2 离散空间矢量调制的直接转矩控制方法 |
6.3 仿真和实验结果 |
6.4 三种提高性能的DTC方法的比较 |
6.5 本章小结 |
7 基于高频信号注入法的PMSM无速度传感器控制 |
7.1 高频信号注入法实现原理 |
7.1.1 旋转高频电压信号注入法 |
7.1.2 脉振高频电压信号注入法 |
7.2 仿真结果 |
7.2.1 旋转高频电压信号注入法仿真结果 |
7.2.2 脉振高频电压信号注入法仿真结果 |
7.3 实验结果 |
7.4 本章小结 |
8 实验系统的数字化实现 |
8.1 实验系统的总体组成 |
8.2 实验系统的硬件设计 |
8.2.1 DSP F2812简介 |
8.2.2 主电路 |
8.2.3 控制电路设计 |
8.2.4 电流和电压采样电路及处理 |
8.2.5 过流和过压保护电路设计 |
8.3 实验系统的软件设计 |
8.3.1 程序流程 |
8.3.2 转速的计算 |
8.3.3 转速调节器的实现 |
8.3.4 定子磁链扇区判断 |
8.3.5 数字滤波器DSP算法的实现 |
8.4 本章小结 |
9 全文总结与展望 |
9.1 本文主要结论和创新点 |
9.2 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 永磁同步电机参数 |
攻读博士学位期间发表与录用的论文 |
(4)永磁同步电机控制策略研究及仿真(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 课题研究背景 |
1.3 国内外研究现状 |
1.4 本文主要工作 |
第2章 永磁同步电机结构及数学模型 |
2.1 永磁同步电机概述 |
2.1.1 永磁同步电机的结构 |
2.1.2 永磁同步电机的特点 |
2.1.3 永磁同步电机的分类 |
2.2 坐标变换 |
2.2.1 三相静止坐标系(A-B-C轴系) |
2.2.2 两相静止坐标系(α-β轴系) |
2.2.3 两相旋转坐标系(d-q轴系) |
2.2.4 三相静止坐标系与两相静止坐标系间的变换(3s/2s) |
2.2.5 两相静止坐标系与两相旋转坐标系间的变换(2s/2r) |
2.3 永磁同步电机数学模型 |
2.3.1 永磁同步电机A-B-C坐标系下数学模型 |
2.3.2 永磁同步电机α-β坐标系下数学模型 |
2.3.3 永磁同步电机d-q坐标系下数学模型 |
2.4 本章小结 |
第3章 基于有速度传感器的控制策略研究及仿真 |
3.1 MATLAB/SIMULINK仿真环境 |
3.2 空间矢量控制系统 |
3.2.1 矢量控制原理 |
3.2.3 SVPWM |
3.2.4 空间矢量控制仿真模型 |
3.2.5 仿真结果及结论 |
3.3 直接转矩控制系统 |
3.3.1 直接转矩控制原理 |
3.3.2 磁链及转矩计算 |
3.3.3 区间判断 |
3.3.4 电压矢量表的选择 |
3.3.5 直接转矩控制系统仿真模型 |
3.3.6 仿真结果及结论 |
3.4 基于空间矢量调制的直接转矩控制系统 |
3.4.1 SVM-DTC控制原理 |
3.4.2 参考电压矢量的生成 |
3.4.3 系统的实现 |
3.4.4 仿真结果及结论 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于无速度传感器的控制策略研究及仿真 |
4.1 无速度传感器技术概述 |
4.2 基于磁链矢量角的速度辨识控制系统 |
4.2.1 磁链矢量角速度辨识 |
4.2.2 仿真结果及结论 |
4.3 基于MRAS速度辨识控制系统 |
4.3.1 模型参考自适应系统 |
4.3.2 MRAS速度辨识 |
4.3.3 系统实现 |
4.3.4 仿真结果及结论 |
4.4 其他无速度传感器的控制策略 |
4.5 本章小结 |
第5章 控制策略的优化与改进 |
5.1 直接转矩控制的改进 |
5.1.1 优化开关矢量表 |
5.1.2 定子电阻补偿 |
5.1.3 改进磁链估计 |
5.2 MRAS速度辨识的改进 |
5.2.1 变比例系数 |
5.2.2 加入速度补偿 |
5.3 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(5)正弦波永磁同步电动机直接转矩控制性能改善研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景及意义 |
1.2 PMSM变频调速技术综述 |
1.3 PMSM直接转矩控制的研究现状 |
1.4 论文研究内容及结构安排 |
第二章 PMSM直接转矩控制理论 |
2.1 PMSM直接转矩控制的理论基础 |
2.2 PMSM直接转矩控制系统 |
2.2.1 PMSM直接转矩控制系统的基本结构 |
2.2.2 PMSM直接转矩控制系统的缺陷 |
2.3 小结 |
第三章 基于转矩预测的PMSM模糊直接转矩控制 |
3.1 PMSM直接转矩控制零电压矢量的作用 |
3.2 模糊控制应用于PMSM直接转矩控制 |
3.3 转矩预测 |
3.4 控制系统仿真模型建立 |
3.5 小结 |
第四章 基于时序控制的PMSM控制系统仿真平台 |
4.1 MATLAB/Simulink在交流传动控制系统仿真中的应用 |
4.2 仿真平台的基本思想 |
4.3 仿真平台时序控制的实现 |
4.4 控制系统主回路和控制回路 |
4.5 SVM调制和触发脉冲输出模块的S函数实现 |
4.5.1 S函数介绍 |
4.5.2 SVM模块的S函数实现 |
4.5.3 触发脉冲输出模块的S函数实现 |
4.6 仿真平台实现SVM直接转矩控制运行结果及分析 |
4.7 小结 |
第五章 仿真结果分析 |
5.1 仿真环境建立及相关参数设置 |
5.2 仿真结果及对比分析 |
5.3 小结 |
第六章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
(6)纯电动汽车交流异步电机及整车总成控制器的开发技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 本文研究的背景和意义 |
1.2 电动车驱动系统简述 |
1.2.1 电动汽车对车用驱动电机的要求 |
1.2.2 各种车用驱动电机的性能比较 |
1.2.3 交流电机控制系统发展现状和前景 |
1.3 论文结构 |
第2章 直接转矩控制系统的理论分析 |
2.1 异步电动机数学模型分析 |
2.1.1 两相静止(α- β)坐标系下异步电机数学模型 |
2.1.2 空间矢量表示下的异步电机数学模型 |
2.2 直接转矩控制的基本原理 |
2.3 磁链控制的基本原理 |
2.4 磁链与转矩观测的基本原理 |
2.4.1 定子磁链观测模型 |
2.4.2 转矩观测模型 |
2.5 本章小结 |
第3章 系统数学模型的建立与仿真 |
3.1 直接转矩控制系统模型和整车动力学模型的建立与仿真 |
3.1.1 异步电机直接转矩控制系统的基本结构 |
3.1.2 直接转矩控制系统模型的基本组成 |
3.1.3 整车动力学模型的建立 |
3.1.4 直接转矩控制系统模型和整车动力学模型的仿真 |
3.2 直接转矩控制系统的改进 |
3.2.1 磁链积分器的改进 |
3.2.2 基于无速度传感器的直接转矩控制系统改进 |
3.3 本章小结 |
第4章 电机及整车总成控制器和整车CAN 网络的设计 |
4.1 电机及整车总成控制器的功能分析 |
4.2 控制器的选型和控制器最小系统的设计 |
4.2.1 DSP 技术简介 |
4.2.2 选用DSP2407 作为电机及整车总控制器 |
4.2.3 总控制器最小系统的设计 |
4.3 总控制器外围电路的设计 |
4.3.1 A/D 输入电路部分 |
4.3.2 I/O 开关量的隔离输入电路部分 |
4.3.3 I/O 开关量的输出电路部分 |
4.4 总控制器中交流电机驱动电路 |
4.4.1 PM200RSE060 简介 |
4.4.2 PM200RSE060 接口电路部分 |
4.5 整车CAN 网络的设计 |
4.5.1 CAN 总线技术简介 |
4.5.2 CAN 网络设计 |
4.6 本章小结 |
第5章 纯电动车再生制动控制策略的研究 |
5.1 再生制动控制策略的研究 |
5.1.1 电动汽车再生制动简介 |
5.1.2 电动汽车再生制动特性 |
5.1.3 实现再生制动的结构方案 |
5.1.4 再生制动控制策略 |
5.2 基于模糊逻辑控制理论的制动能量回收策略研究 |
5.2.1 模糊逻辑控制理论的概况 |
5.2.2 制动能量回收模糊控制器的设计 |
5.3 本章小结 |
第6章 基于嵌入式操作系统μC/OS-II 的整车软件设计和调试 |
6.1 基于嵌入式操作系统μC/OS-II 的软件设计 |
6.1.1 嵌入式操作系统 |
6.1.2 嵌入式操作系统μC/OS-II 在DSP2407 上的移植 |
6.1.3 基于嵌入式操作系统μC/OS-II 的任务程序设计 |
6.2 软件调试 |
6.2.1 软件调试环境 |
6.2.2 各种输入信号的模拟和电机调试平台的搭建 |
6.2.3 软件测试 |
6.2.4 软件测试结果 |
6.3 本章小结 |
全文总结 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
(7)基于电压空间矢量脉宽调制永磁同步电机直接转矩控制(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究的背景 |
1.2 国内外永磁同步电机变频调速技术的发展现状 |
1.2.1 永磁同步电机变频调速技术的控制策略 |
1.2.2 直接转矩技术的研究现状 |
1.2.3 直接转矩控制技术的研究问题 |
1.3 课题研究的意义及主要内容 |
1.3.1 课题研究的意义 |
1.3.2 本文的主要内容 |
2 永磁同步电机直接转矩控制的基本原理 |
2.1 坐标变换基本原理 |
2.2 永磁同步电机的数学模型 |
2.3 直接转矩控制基本原理及其实现 |
2.3.1 转矩控制原理 |
2.3.2 直接转矩控制的实现 |
3 电压空间矢量脉宽调制的研究 |
3.1 SVPWM的基本原理 |
3.1.1 常规逆变器与正六边形空间旋转磁场 |
3.1.2 SVPWM控制与圆形旋转磁场 |
3.2 SVPWM控制算法的研究 |
3.2.1 电压空间矢量扇区的判断 |
3.2.2 基本电压矢量作用时间的确定 |
3.2.3 电压空间矢量切换点的计算 |
3.3 SVPWM控制技术的仿真及分析 |
3.3.1 SVPWM仿真模型的建立 |
3.3.2 SVPWM仿真波形的分析 |
4 基于 SVPWM直接转矩控制系统的实现 |
4.1 永磁同步电机定子磁链估计模型 |
4.1.1 定子磁链电压模型法 |
4.1.2 定子磁链电流模型法 |
4.2 预期电压空间矢量调制模型的搭建 |
4.3 其他模型的搭建 |
4.3.1 转矩估计模型的搭建 |
4.3.2 坐标变换模块的搭建 |
4.5 系统的设计与仿真 |
4.5.1 系统框图设计 |
4.5.2 系统仿真框图搭建 |
4.5.3 系统仿真分析 |
5 基于 SVPWM直接转矩控制系统的低速性能优化 |
5.1 常规直接转矩控制系统低速性能分析 |
5.1.1 内部影响因素 |
5.1.2 外部影响因素 |
5.2 常规直接转矩控制系统低速性能的改善 |
5.2.1 内部影响因素的改善 |
5.2.2 外部影响因素的改善 |
5.3 SVPWM-DTC系统低速性能的定量分析与优化 |
5.3.1 定子电阻变化的影响 |
5.3.2 定子电阻变化影响仿真研究 |
5.3.3 定子电阻变化的优化 |
5.3.4 定子电阻估计器的仿真与分析 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 进一步工作的设想 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(8)变速恒频风力发电系统的无传感器矢量控制方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
第一章 概论 |
1.1 引言 |
1.2 国内外风力发电现状及发展动向 |
1.3 变速恒频的必要性及实现方案 |
1.3.1 变速恒频的必要性 |
1.3.2 变速恒频系统的实现方案 |
1.4 双馈型风力发电系统 |
1.5 无速度传感器的双馈电机在风力发电系统中的应用 |
1.6 本文的主要研究内容 |
第二章 基于无传感器的双馈型变速恒频风电系统的基本理论 |
2.1 双馈型变速恒频风力发电基本原理 |
2.2 双馈型变速恒频风力发电机的矢量控制系统 |
2.2.1 矢量控制基本原理 |
2.2.2 坐标变换 |
2.2.3 风力发电机的数学模型 |
2.2.4 定子磁场定向的双馈型风力发电机矢量控制系统 |
2.3 双馈型变速恒频风力发电系统网侧部分的控制 |
2.3.1 网侧变换器的工作原理 |
2.3.2 三相电压型 PWM整流的数学模型 |
2.3.3 网侧变换器的控制方法 |
2.4 无速度传感器矢量控制原理及其实现方法 |
2.4.1 无速度传感器矢量控制的原理 |
2.4.2 无速度传感器控制的实现方法 |
第三章 基于 PI自适应的电机转速辨识 |
3.1 自适应原理 |
3.2 PI自适应的基本结构及原理 |
3.3 基于 PI自适应的矢量控制系统仿真研究 |
3.3.1 PI自适应矢量控制系统仿真模型 |
3.3.2 仿真实验结果 |
第四章 基于神经网络的速度估计 |
4.1 神经网络概述 |
4.1.1 神经网络的基本特征 |
4.1.2 神经网络的应用 |
4.1.3 神经网络的构成 |
4.1.4 神经元网络结构及常用算法 |
4.1.5 BP网络的结构与算法 |
4.2 基于神经网络的速度估计方法 |
4.2.1 神经网络速度估计的基本原理 |
4.2.2 神经网络模型的结构 |
4.2.3 神经网络模型的实现算法 |
4.2.4 神经网络模型训练样本的选择与处理 |
4.3 基于神经网络的矢量控制系统的仿真研究 |
第五章 全文总结 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
(9)直线同步电机直接推力控制方法的研究与实现(论文提纲范文)
第1章 绪论 |
1.1 直线电机概述 |
1.1.1 直线电机的发展历史 |
1.1.2 直线电机的基本结构、原理和分类 |
1.1.3 直线电机驱动的特点 |
1.2 直线同步电机的控制方法 |
1.3 本论文的主要工作 |
第2章 直接转矩控制的基本理论 |
2.1 概述 |
2.2 直接转矩控制系统的基本理论 |
2.2.1 3/2静止坐标变换 |
2.2.2 空间电压矢量 |
2.2.3 空间电压矢量对定子磁链及转矩的作用 |
2.2.3.1 空间电压矢量对定子磁链的作用 |
2.2.3.2 空间电压矢量对电动机转矩的的作用 |
2.3 改善转矩脉动的控制策略 |
第3章 直线同步电机的数学模型及其推力控制 |
3.1 直线同步电机的数学模型 |
3.1.1 直线同步电机的电压和磁链方程 |
3.1.2 输出功率及电磁推力方程 |
3.1.3 直线同步电机的运动方程 |
3.2 直线同步电机的直接推力控制系统 |
第4章 空间矢量技术的直接推力控制 |
4.1 以定子磁场定向的空间电压矢量调制 |
4.2 空间电压矢量实现方法 |
第5章 直接推力控制系统的仿真 |
5.1 直接推力控制系统的仿真模型 |
5.1.1 推力给定计算子系统 |
5.1.2 直线同步电机子系统 |
5.1.3 U_(αβ)计算子系统 |
5.1.4 磁链计算子系统 |
5.1.5 扇区判断子系统 |
5.1.6 逆变器电压计算子系统 |
5.2 仿真结果 |
第6章 直接推力控制方法的数字实现 |
6.1 DSP芯片特点及功能 |
6.2 控制系统硬件结构 |
6.2.1 系统整体构成 |
6.2.2 频率给定信号处理电路 |
6.2.3 3.3V电源设计 |
6.2.4 电机转速和初始相位角的测量 |
6.2.5 串行通讯接口设计 |
6.3 控制系统算法的软件设计 |
6.3.1 软件总体方案设计 |
6.3.1.1 变量定义 |
6.3.1.2 主程序及中断服务程序 |
6.3.2 应用程序实现 |
6.3.2.1 程序初始化 |
6.3.2.2 A/D转换程序 |
6.3.2.3 PI调节器的设计 |
6.3.2.4 定子磁链区间判断 |
6.3.2.5 PWM的实现 |
6.4 控制系统中电磁干扰的预防 |
6.5 实验结果 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
(10)无速度传感器直接转矩控制系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 交流电机控制系统的发展和现状 |
1.2 直接转矩控制技术的产生与发展 |
1.3 直接转矩控制的主要特点 |
1.4 直接转矩控制存在的问题及目前的研究热点 |
1.5 本课题的主要目的及任务 |
2 直接转矩控制的基本原理 |
2.1 电机的数学模型 |
2.1.1 异步电机方程 |
2.1.2 坐标变换 |
2.2 直接转矩控制原理 |
2.2.1 逆变器结构与电压矢量 |
2.2.2 电压矢量对定子磁链的影响 |
2.2.3 电压矢量对转矩的影响 |
2.3 直接转矩控制系统结构 |
2.3.1 磁链控制 |
2.3.2 电磁转矩控制 |
2.3.3 空间电压矢量的选择 |
3 磁链和转速辨识 |
3.1 磁链辨识 |
3.1.1 传统的 u-i 模型磁链观测 |
3.1.2 闭环的磁链状态观测器 |
3.2 转速辨识 |
3.2.1 基于转子磁链的估算法 |
3.2.2 基于 PI算法的自适应转速辨识 |
4 系统仿真 |
4.1 MATLAB仿真工具箱简介 |
4.2 仿真模型 |
4.2.1 坐标变换 |
4.2.2 电磁转矩计算 |
4.2.3 磁链观测 |
4.2.4 转速估算 |
4.3 无速度传感器直接转矩系统仿真结果 |
5 系统实现 |
5.1 主回路及驱动 |
5.2 控制电路 |
5.2.1 TMS320LF2407A简介 |
5.2.2 DSP外围电路 |
5.3 软件设计 |
5.3.1 软件结构 |
5.3.2 数的定标 |
5.3.3 采样程序设计 |
5.3.4 定子电压重构 |
5.3.5 PI调节器设计 |
5.3.6 正交编码脉冲测速 |
5.3.7 系统 PWM波生成 |
5.3.8 按键显示程序设计 |
5.3.9 数字滤波 |
6 实验结果及全文总结 |
6.1 实验结果 |
6.1.1 有速度传感器直接转矩控制系统实验 |
6.1.2 无速度传感器直接转矩控制系统实验 |
6.2 全文总结 |
6.2.1 实验结论 |
6.2.2 今后的研究方向 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
发表论文 |
四、无速度传感器异步电动机直接转矩控制及其数字仿真(论文参考文献)
- [1]基于UKF的无传感器永磁同步电机直接转矩控制研究[D]. 王铮. 辽宁工程技术大学, 2012(04)
- [2]基于DSP的无速度传感器永磁同步电机直接转矩控制系统研究[D]. 孙晓娜. 辽宁工程技术大学, 2008(S2)
- [3]永磁同步电动机减小转矩脉动的直接转矩控制方法研究[D]. 徐艳平. 西安理工大学, 2008(04)
- [4]永磁同步电机控制策略研究及仿真[D]. 雷波. 武汉理工大学, 2008(09)
- [5]正弦波永磁同步电动机直接转矩控制性能改善研究[D]. 徐从谦. 中南大学, 2007(06)
- [6]纯电动汽车交流异步电机及整车总成控制器的开发技术研究[D]. 李志强. 湖南大学, 2007(04)
- [7]基于电压空间矢量脉宽调制永磁同步电机直接转矩控制[D]. 高艳平. 沈阳工业大学, 2007(05)
- [8]变速恒频风力发电系统的无传感器矢量控制方法研究[D]. 王娟平. 太原理工大学, 2006(11)
- [9]直线同步电机直接推力控制方法的研究与实现[D]. 尹建寨. 西南交通大学, 2006(09)
- [10]无速度传感器直接转矩控制系统研究[D]. 闫丽. 西安理工大学, 2006(06)