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1、密级：公开xian工学硕士学位论文永磁同步电机智能控制系统研究ResearchontheIntelligentControlSystemofPMSM培养单位：机械工程学院专业：机械电子工程研究生：高旭东指导教师：牛江川副教授许鸣珠教授二○一六年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对
2、本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：摘要在现代化工业生产中，伺服控制系统占有重要地位，电机的选用在整套系统中属于是重中之重。近些年由于电机制造的工艺水平和精度不断的提高，控制理论、材料、电力电子、计算机以及微电子等一系列技术的发展进步，使得永磁同步电机在工业电机伺服系统中的优势逐渐显现出来。为了达到高性能、高精度的控制效果满足工业伺服系统的控制要求，很有必要针对永磁同步电机驱动控制系统进行研究设计。本文以永磁同步电机驱动控制系统为研究对象，建立了永磁同步电机的数学模型。分
3、析了矢量控制的基本原理和方法，使用该方法对永磁同步电机伺服系统进行控制。设计了以DSP芯片TMS320F2812为核心的硬件控制系统，以及相应的外围电路，驱动电路和辅助电路等模块。最后，根据控制方法和硬件电路结构，设计硬件程序流程并利用模块化方式编写了程序。本文设计了三种控制算法对永磁同步电机进行控制：(1)自抗扰控制，根据永磁同步电机的特性及数学模型特点确定了所选用自抗扰控制器的阶数，同时为了让自抗扰控制算法可以更好应用在硬件平台上，将原非线性系统进行线性离散化处理。通过与PI控制结合使用分别对电机的速度
4、环和电流环进行控制，实现永磁同步电机的平稳调速和快速响应。(2)基于Laguerre模型的预测函数控制，根据控制芯片的特性改进了预测函数控制算法，将位置式控制量改为了增量式，形成了增量型自适应预测控制。针对实验系统硬件特性进行了的简化与优化，实现永磁同步电机的高性能控制。(3)基于Kautz模型的模型预测控制，该模型预测算法在控制结构上与预测函数控制算法基本相同，只是对系统控制量处理方式上不同，基于Kautz模型的算法模型可以更好的逼近系统。作者同样是将该算法控制方式由位置式改为了增量式，对系统输出量进行优
5、化后实现对永磁同步电机的精确控制。最后，将优化后的三种算法分别应用于永磁同步电机驱动控制系统硬件平台，进行了多次实验，实验结果证明本文设计的三种算法均能达到预期目标。实现了对永磁同步电机的快速稳定控制，提高了系统的鲁棒性。关键词：永磁同步电机；矢量控制；自抗扰控制；预测控制；算法优化AbstractInmodernindustrialproduction,theservocontrolsystemhasapivotalposition.Theselectionofmotorinpossessionofthe
6、wholesystemistoppriority.Inrecentyears,thePMSM（PermanentMagnetSynchronousMotor）inindustrialservosystemadvantagegraduallyemerged,duetothemotormanufacturingtechnologylevelandprecision,controltheory,materials,electronics,computers,microelectronics,andaserieso
7、ftechnicaldevelopmentandprogress.Inordertoachievehighperformanceandhighprecisioncontroleffect,meetindustrialcontrolservosystem,itisnecessaryforthePMSMdrivecontrolsystemresearchanddesign.Inthispaper,byreachingthePMSMdrivecontrolsystem,theauthorestablishedth
8、emathematicalmodelofPMSM.Inanalyzingthebasicprincipleandmethodofvectorcontrol,theauthorcontrolledPMSMservosystemwithvectorcontrolmethod,designedhardwarecontrolsystemusingDSPchipTMS320F2812asthecore,andthecorr
