基于matlab的pmsm直接轉(zhuǎn)矩控制的建模方法的研究畢業(yè)論文-免費(fèi)閱讀
【正文】 老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。 首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書寫及設(shè)計(jì)過程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 在逆變器和 PMSM 子模塊間，接入電壓測量裝置以觀測的相間電壓，因?yàn)楫?dāng)Simulink 模塊與 PSB 模塊相連時(shí)，要求接入一個(gè)電氣測量模塊，否則仿真會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤 。 圖 42 角度計(jì)算 圖 43 磁鏈區(qū)段的確定 角度 區(qū)段 角度 區(qū)段 [π /2, π /6] θ 6 [π /6, π /6] θ 1 [π /6, π /2] θ 2 [π /2,5 π /6] θ 3 [5π /6 ,7π /6] θ 4 [π /2,π /6] θ 5 表 2 磁鏈區(qū)段和角度的關(guān)系 12 圖 44 轉(zhuǎn)矩和磁鏈誤差信號(hào) 其他模型的建立 按照以上相類似的方法，我們對逆變器及其驅(qū)動(dòng)信號(hào)、坐標(biāo)的變換 uα 和 uβ的獲取、電機(jī)磁鏈的估算和轉(zhuǎn)矩的估算等等 。工具箱提供的高級(jí)設(shè)計(jì)和分析能力可以通過 Simulink 的屏蔽手段在仿真過程中執(zhí)行。 Simulink 是從底層開發(fā)的一個(gè)完整的仿真環(huán)境和圖形界面，是模塊化了的編程工具，它把 Matlab 的許多功能都設(shè)計(jì)成一個(gè)個(gè)直觀的功能模塊，把需要的功能模塊用連線連起來就可以實(shí)現(xiàn)需要的仿真功能了。它集數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、信號(hào)處理和圖形顯示于一體，構(gòu)成了一個(gè)方便的、界面友好的用戶環(huán)境。轉(zhuǎn)矩控制器輸出 0 時(shí)，將減小實(shí)際轉(zhuǎn)矩。 逆變器開 關(guān)時(shí)間控制模型 如圖 2所示 ，設(shè)定當(dāng)前采樣周期的定子磁鏈?zhǔn)噶繛?sn? ， 下一采樣周期的定子磁鏈?zhǔn)噶繛?ψ +1， 所以給定轉(zhuǎn)矩和估計(jì)轉(zhuǎn)矩之間存在誤差 。 為了獲得盡可能小的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng) ， 定子的合成磁鏈空間矢量最好采圓形軌跡 ， 參考磁鏈的幅值 |ψ 3s|為常量 ， 如圖 32 所示 。先推導(dǎo)轉(zhuǎn)矩角與電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的數(shù)學(xué)關(guān)系。因此 ， 當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，在定子上產(chǎn)生的反電動(dòng)勢波形也有兩種 ： 一種為正弦波 ； 另一種為梯形波。 所以直接轉(zhuǎn)矩控制策略具有控制方式簡單 、 轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快 、 便于實(shí)現(xiàn)全數(shù)字 化等優(yōu)點(diǎn) 。 直接轉(zhuǎn)矩控制在異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟 ， 但在永磁同步電動(dòng)機(jī) (PMSM)伺服控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究相對滯后。這樣就造成兩種同步電動(dòng)機(jī)在原理、模型及控制方法上 有所不同，為了區(qū)別由它們組成的永磁同步電動(dòng)機(jī)交流調(diào)速系統(tǒng)，習(xí)慣上又把正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)組成的調(diào)速系統(tǒng)稱為正弦型永磁同步電動(dòng)機(jī)（ PMSM）調(diào)速系統(tǒng) ； 而由梯形波（方波）永磁同步電動(dòng)機(jī)組成的調(diào)速系統(tǒng)，在原理和控制方法上與直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)類似，故稱這種系統(tǒng)為無刷直流電動(dòng)機(jī)（ BLDCM）調(diào)速系統(tǒng)。其中要用到與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)的 dq 坐標(biāo)系， d 軸正方向?yàn)檗D(zhuǎn)子磁鏈方向；與定子同步旋轉(zhuǎn)的 xy 坐標(biāo)系， x 軸正方向?yàn)槎ㄗ哟沛湻较?；兩相 α β 靜止坐標(biāo)系， α 軸正方向與電機(jī) a 軸重合。 圖 32 轉(zhuǎn)矩增量與定子電壓空間矢量關(guān)系 定子磁鏈控制 5 在永磁同步電機(jī)中施加零電壓矢量時(shí)，定子磁鏈停止轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩幾乎維持恒定。 將式 (8)的定子磁鏈增量 dψ s分解到α β軸系的兩坐標(biāo)軸上 , sin( ) sin( )sin( ) c o s( )s s s s s s ss s s s s s sd u t u td u t u t????? ? ?? ? ?? ? ????? ?? （ 10） 再利用 Clarke逆變換 ， 將式 (10)映射到定子三相坐標(biāo)系 A、 B、 C軸系上 ， 把定子磁鏈增量 sd? 分配到三相繞組 ， 如： s i n( )s i n3s i n3ABCsAsB s s s s sCssdtd u t u t?????????????? ? ? ?????? ? ? ?? ? ???? ? ? ?????? ? ? ?? ? ? ????????????? （ 11） 定子合成磁鏈?zhǔn)噶康脑隽吭诟飨嗬@組上的分量惟一地由參考電壓在該繞組上的作用時(shí)間決定 ， 參考電壓在各相繞組上的作用時(shí)間是定子合成磁鏈?zhǔn)噶?s? 空間位置角 s? 的函數(shù) ， 如 ： s i n ()sin3sin3ABCsss s s ss s sttt t utt???? ????????? ? ? ? ????? ????? ? ? ????? ? （ 12） 其中 s? 為定子合成磁鏈?zhǔn)噶肯?對于 A相繞組 (? 軸 )的空間角位移 。進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，轉(zhuǎn)矩給定值與實(shí)際值之差落在轉(zhuǎn)矩控制器的滯環(huán)內(nèi)，轉(zhuǎn)速平均值也穩(wěn)定為同步轉(zhuǎn)速。在這個(gè)環(huán)境下 ， 對所要求求解的問題，用戶只需要簡單地列出數(shù)學(xué)表達(dá)式，其結(jié)果便以數(shù)值或圖形方式顯示出來。也可以根據(jù)自己的需要設(shè)計(jì)自己的功能模塊， Simulink 功能強(qiáng)大，界面友好是一種很不錯(cuò)的仿真工具。 （ 5）專用模型庫 Simulink 的模型庫可以通過專用元件集進(jìn)一步擴(kuò)展。 建立相應(yīng)的 Simulink 模型其子模塊如圖 45 到 圖 48。 圖 51 轉(zhuǎn)矩波形 圖 52 轉(zhuǎn)速波形 15 圖 53 電流波形 可以看出電機(jī)在通電以后，迅速到達(dá)最大轉(zhuǎn)矩，然后很快回到穩(wěn)定值，在 時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩突變?yōu)?4n
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