基于永磁同步无齿轮曳引机节能电梯控制系统算法和软件设计

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1、硕士论文基于永磁同步无齿轮曳引机的节能电梯控制系统算法和软件设计摘要永磁同步电机以效率高、体积小、控制性能好等优点逐步成为新型电梯曳引机的主流。针对永磁同步电机的电梯驱动与控制技术已成为国内外的研究热点。本文主要完成电梯用永磁同步电机伺服系统的控制算法设计与软件实现。首先分析了永磁同步曳引机驱动系统组成结构和工作原理，详细介绍了永磁同步电机的数学模型及其矢量控制策略，在此基础上对永磁同步曳引机伺服系统进行了数学建模。为了满足电梯对永磁同步电机调速控制的要求，分别设计了基于先进PID控制和模糊自整定

2、PID控制的控制器，并利用Matlab进行仿真验证。针对永磁同步曳引机伺服控制系统，设计了抗抖振的滑模控制器，分析了系统稳定性，仿真结果验证了抗抖振滑模控制算法的有效性。为了有效克服系统模型的参数不确定性、外部扰动以及未建模动态，提高系统鲁棒性，设计了自适应鲁棒控制器，对控制系统的稳定性及跟踪性能进行了理论分析和证明，仿真结果也证实了所设计的自适应鲁棒控制算法的有效性。完成了基于DSP芯片的永磁同步曳引机矢量控制系统的软件设计以及相关算法实现。采用模块化设计思想，分别设计了速度环模块、电流环模块、

3、SVPWM模块以及通信模块等。最后进行了软硬件的联合调试，分析了调试中遇到的主要问题，并给出了解决方案。实验结果表明，所设计的永磁同步曳引机伺服系统具有较好的调速性能，能够满足电梯驱动系统的要求。关键词：电梯，永磁同步曳引机，先进PID，模糊PID，自适应鲁棒控制，DSPAbstract硕士论文Withhighefficiency,smallsize，andsuperiorcontrolperformance，permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)gradual

4、lybecomethemainstreamofnewelevatortractionmachine．Thedriveandcontroltechnologyofpermanentmagnetsynchronousmotorforelevatorhasgainedmuchattentionathomeandabroad．Firstofall，workingprincipalandarchitectureofthisPMSMdriveandcontrolsystemisanalyzed．What’Sm

5、ore，basedondetailedintroductionofthemathematicalmodelandrelatedvectorcontrol，modelingofthewholeservosystemiscompleted．Inordertomeettherequirementsforelevatorspeedcontrolsystemwithpermanentmagnetsynchronousmotor,theadvancedPIDcontrolandfuzzyself-tuning

6、PIDcontrolarebroughtup．TheresultisverifiedthroughsimulationbyMATLAB．InordertoimprovetherobustnessofpermanentmagnetsynchronousmotorpositionSeI'VOsystem，anti-buffetslidingmodecontrolandadaptiverobustcontrolareintroduced．Foraclassofsecondordernonlinearsy

7、stems、^，imparameterperturbationandexternalperturbation,slidingmodecontrollerandadaptiverobustcontrolleraredeveloped．Theslidingmodecontrollawensuresasymptotictrackingstabilityofthepositionscrvosystem．Buttheviolentchattinglimitsitsapplicationinpractice．

8、Theadaptiverobustcontrolensuresthetrackingwithinadesiredprecision,andallcontrolsignalsarebounded．SimulationresultsconfirmedthevalidityoftherobuStcontrollers．SoftwareandrelatedalgorithmofthisPMSMservosystembasedonDSPareaccomplished．Modularizedd