基于自抗扰技术的永磁同步电机调速系统研究

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1、硕士学位论文基于自抗扰技术的永磁同步电机调速系统研究PMSMSPEEDREGULATIONSYSTEMBASEDONACTIVEDISTURBANCEREJECTIONCONTROL徐浩哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TM351学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文基于自抗扰技术的永磁同步电机调速系统研究硕士研究生：徐浩导师：陈宏钧教授申请学位：工程硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIn

2、dex:TM351U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringPMSMSPEEDREGULATIONSYSTEMBASEDONACTIVEDISTURBANCEREJECTIONCONTROLCandidate：XuHaoSupervisor：Prof.ChenHongjunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：Sch

3、oolofElectricalEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要近年来随着永磁体材料性能的不断提升和价格的大幅降低，永磁同步电机已经逐渐取代异步电机成为交流调速系统的核心。作为高性能调速系统的代表，永磁同步电机调速系统被给予了厚望，然而负载扰动却成了其进一步发展和推广的最大障碍。为了抵消和抑制负载扰动对电机调速效果的影响，本文对自抗扰控制

4、技术进行了研究，提出了一种基于滑模控制的辨识补偿自抗扰控制器。本文首先分析了自抗扰控制技术的原理和组成，并针对永磁同步电机调速系统建立了标准的自抗扰控制器。然而该控制器并不完美，负载扰动会影响扩张状态观测器的观测精度进而造成系统控制性能的下降，为了解决这一问题，本文提出了一种带有辨识补偿的自抗扰控制器，通过对电机转动惯量和负载转矩的获取实现了对负载扰动的部分补偿。同时为了简化控制器的参数结构，使调节变得有章可循，引入了滑模控制算法代替原有非线性函数，成功解决了标准控制器参数整定困难的问题。为了获取系统的转动惯量，本文

5、先提出了一种基于积分辨识的惯量辨识方法，该方法利用了积分运算的性质，结合特定的转速信号，从电机运动方程中提取出了不含有其他无关变量的转动惯量辨识表达式。为了进一步扩展算法的适用范围，且不影响系统的正常运行，又提出了一种基于朗道离散递推的辨识算法，通过选取合适的自适应增益，准确的辨识出了系统的转动惯量。为了观测电机的负载转矩，本文研究了以状态重构为基础的系统变量估计方法，在全阶观测器的基础上建立了一种降阶的负载转矩状态观测器，通过对极点配置方法和稳定性的分析，实现了对负载转矩的准确观测。最后本文不仅对所提出的算法进行了

6、仿真分析，还搭建了以DSP为核心的永磁同步电机调速系统实物平台，并通过在该平台上进行的实物实验，很好的证明了算法在实际应用中的可行性和有效性。关键词：交流调速系统；永磁同步电机；自抗扰控制器；转动惯量辨识；负载转矩观测-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractInrecentyears,withthepropertyimprovingandthepricefalling,thepermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)hasgraduallyreplacedtheasynch

7、ronousinductionmotorasthecoreofACspeedregulationsystem.Astherepresentativeofhighperformancespeedregulationsystem,thePMSMisgivenahighexpectation,buttheloaddisturbancehasbecomethebiggestobstacletoitsfurtherdevelopmentandpromotion.Inordertocounteractandsuppressthe

8、badinfluenceonmotorspeed,theActiveDisturbanceRejectionController(ADRC)technologyisresearchedandacompensatedADRCbasedonSlidingModeControl(SMC)hasbeenproposed.Firstlythepapera