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-免費閱讀
【正文】 老師們認真負責的工作態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W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，將是踏上一個新的征程，要把所學的知識應(yīng)用到實際工作中去。 首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對我的悉心指導，在我的論文書寫及設(shè)計過程中給了我大量的幫助和指導，為我理清了設(shè)計思路和操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進方案。 涉密論文按學校規(guī)定處理。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，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，因為當Simulink 模塊與 PSB 模塊相連時，要求接入一個電氣測量模塊，否則仿真會出現(xiàn)錯誤 。 圖 42 角度計算 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 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)動信號、坐標的變換 uα 和 uβ的獲取、電機磁鏈的估算和轉(zhuǎn)矩的估算等等 。工具箱提供的高級設(shè)計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)計成一個個直觀的功能模塊，把需要的功能模塊用連線連起來就可以實現(xiàn)需要的仿真功能了。它集數(shù)值分析、矩陣運算、信號處理和圖形顯示于一體，構(gòu)成了一個方便的、界面友好的用戶環(huán)境。轉(zhuǎn)矩控制器輸出 0 時，將減小實際轉(zhuǎn)矩。 逆變器開 關(guān)時間控制模型 如圖 2所示 ，設(shè)定當前采樣周期的定子磁鏈矢量為 sn? ， 下一采樣周期的定子磁鏈矢量為 ψ +1， 所以給定轉(zhuǎn)矩和估計轉(zhuǎn)矩之間存在誤差 。 為了獲得盡可能小的轉(zhuǎn)矩脈動 ， 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 。先推導轉(zhuǎn)矩角與電機電磁轉(zhuǎn)矩的數(shù)學關(guān)系。因此 ， 當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，在定子上產(chǎn)生的反電動勢波形也有兩種 ： 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 、 便于實現(xiàn)全數(shù)字 化等優(yōu)點 。 直接轉(zhuǎn)矩控制在異步電動機調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟 ， 但在永磁同步電動機 (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機在原理、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機交流調(diào)速系統(tǒng)，習慣上又把正弦波永磁同步電動機組成的調(diào)速系統(tǒng)稱為正弦型永磁同步電動機（ PMSM）調(diào)速系統(tǒng) ； 而由梯形波（方波）永磁同步電動機組成的調(diào)速系統(tǒng)，在原理和控制方法上與直流電動機系統(tǒng)類似，故稱這種系統(tǒng)為無刷直流電動機（ BLDCM）調(diào)速系統(tǒng)。其中要用到與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)的 dq 坐標系， d 軸正方向為轉(zhuǎn)子磁鏈方向；與定子同步旋轉(zhuǎn)的 xy 坐標系， x 軸正方向為定子磁鏈方向 ；兩相 α β 靜止坐標系， α 軸正方向與電機 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 在永磁同步電機中施加零電壓矢量時，定子磁鏈停止轉(zhuǎn)動，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） 定子合成磁鏈矢量的增量在各相繞組上的分量惟一地由參考電壓在該繞組上的作用時間決定 ， 參考電壓在各相繞組上的作用時間是定子合成磁鏈矢量 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? 為定子合成磁鏈矢量相 對于 A相繞組 (? 軸 )的空間角位移 。進入穩(wěn)態(tài)后，轉(zhuǎn)矩給定值與實際值之差落在轉(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)學表達式，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)計自己的功能模塊， Simulink 功能強大，界面友好是一種很不錯的仿真工具。 （ 5）專用模型庫 Simulink 的模型庫可以通過專用元件集進一步擴展。 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 可以看出電機在通電以后，迅速到達最大轉(zhuǎn)矩，然后很快回到穩(wěn)定值，在 時，負載轉(zhuǎn)矩突變?yōu)?4n
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