基于滑模自适应的永磁同步电机伺服控制研究

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1、浙江工业大学硕士学位论文基于滑模自适应的永磁同步电机伺服控制研究作者姓名：叶雷指导教师：吴根忠副教授浙江工业大学信息工程学院2014年4月浙江工业大学硕士学位论文DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMaster删㈣㈣㈣㈣Y2620587ResearchonPermanentMagnetSynchronousMotorServoSystembasedonAdaptiveSlidingModeControlCandidate

2、：Y

3、eLeiAdvisor：WuGenzhongCollegeofInformationEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyApr2014浙江工业大学硕士学位论文浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文

4、中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：叶荡日期：月蟛年3-月“日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密“(请在以上相应方框内打“寸’)作者签名：叶寝导师签名：夏锨摹日期：即I／眸r月“日日期：

5、2。，9绰厂月五舌日浙江工业大学硕士学位论文基于滑模自适应的永磁同步电机伺服控制研究摘要随着高性能、低成本的永磁材料相继被发现、电力电子技术的高速发展和控制理论不断创新，永磁同步电机凭借媲美甚至超越直流电动机的静、动态性能和更加简单、稳定的机械结构，广泛应用于航空航天、医疗设备、机械制造等领域。滑模变结构控制在滑动模态上对控制对象的参数摄动以及不确定干扰不敏感，但是要实现高性能控制，设计滑模态时需要知道控制对象的具体模型，并且在实际应用中，系统状态并非按照理想滑模面滑动，而是在滑模面两侧来回穿越。神经网络能够逼近任意

6、非线性函数，但是参数调整需要较长时间。将两者进行适当的结合，能够实现优势互补，提高控制效果。针对传统永磁同步电机调速系统面对变负载和大范围调速时，P、I参数需要频繁调整且速度跟踪不理想的问题，提出一种永磁同步电机有限时间速度控制方法。利用误差反馈结构，将非线性PI控制器的输出作为神经网络的误差学习参数，并且非线性PI控制器保证系统收敛和稳定。结合终端滑模理论，设计神经网络的参数调整律，加快神经网络的参数收敛速度，使得神经网络的输出逐渐取代非线性PI成为控制系统的主要控制器。同时，根据李雅普诺夫稳定判据，详细地推导和分

7、析了系统的稳定性和收敛性，并用MATLAB／Simulink搭建永磁同步电机矢量控制系统，对所提的方法进行仿真验证。研究结果表明，基于误差反馈学习结构的有限时间控制策略能够减小系统静态误差和抖振，具有一定的抗干扰能力。以TMS320LF2407A数字信号处理器为核心，设计并完成整流电路、电流检测电路、基于智能功率模块的PWM控制电路、故障处理电路等硬件平台搭建。根据电压矢量控制原理及本文提出的算法，实现电流采样、速度环控制、坐标变换、SVPWM、中断处理等程序，并对永磁同步电机矢量控制系统进行调试和初步验证。关键词：

8、永磁同步电机，滑模控制，神经网络，数字信号处理器，误差反馈学习浙江工业大学硕士学位论文RESEARCHoNPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMOToRSERVOSYSTEMBASEDoNADAPTIVESLINDINGMODECONTRoLABSTRACTWithhigh·-performanceandlow·-costpermanentmagnetmaterialshadbeenfoundoneafteranother,thedevelopmentofpowerelectronicsandinno

9、vationofcontroltheory,permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)waswidelyusedinvariousfields，suchasaerospace，medicalequipmentandmachinerymanufacturing．ComparedwithDCmotor,themech