基于PDF调节器的MC—PMSM矢量控制系统开发

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1、南京航空航天人学硕十学位论文摘要永磁同步电机(PermanentMagnetSynchronousMachine，PMSM)具有功率密度高、惯性小、转子发热小等优点，在高性能伺服系统中得到了广泛应用，如工业机器人、数控机床等领域。交．交矩阵变换器(MatrixConverter,MC)能够实现输入电流正弦化，输入功率因数可调，并且没有大体积的直流电容环节，因此，矩阵变换器供电的永磁同步电机调速系统具有良好的应用前景。本文研究基于伪微分反馈控制的MC．PMSM矢量控制系统。首先，论文在综合考虑系统运算速度、可靠性和灵活性的前提下，选择DSP和CPLD作为核心控制单元，实

2、现系统的数字控制。采用该方案后，系统多种功能通过软件实现，因此，系统可靠性和灵活性好。根据选定的方案，研制了DSP最小系统，并与采样、驱动、保护等辅助电路进行整合，完成了系统硬件平台。详细介绍了输入电流空间矢量．输出电流滞环控制策略、伪微分反馈(PseudoDerivativeFeedback,PDF)控制理论，并构建了系统的数学模型，通过数学推导得到系统的传递函数。在上述基础上，详细分析了基于PDF调节器的MC-PMSM矢量控制系统的性能。建立了系统的仿真模型，进行了仿真分析，仿真结果表明：伪微分反馈控制的MC．PMSM矢量控制系统是可行的，系统具有良好的动静态性能

3、和抗干扰能力，且动态过程无超调振荡。完成了系统软件的设计，并对基于PDF调节器的MC．PMSM矢量控制系统进行了实验研究，实验结果进一步验证了该系统具有优良的性能，PDF控制理论是可行的有效的。系统的成功开发为矩阵变换器、永磁同步电机的进一步研究提供了可靠的实验条件，具有一定的理论和工程应用价值。关键词：矩阵变换器，永磁同步电机，系统开发，矢量控制，伪微分调节器基于PDF调节器的MC-PMSM矢量控制系统开发ABSTRACTPermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)hasmanyvirtues，highpoinertia，littler

4、otorheatingetc．Bytheseadvantages，PMSMhasbeenwidelyusedinasindustrialrobots，numericalcontrolmachine．AC-ACmatrixconverter(MC)has900dpotentialitiesinACdrivesystemfieldowingtoitsunitypowerfactor,withoutbulkycapacitors，andsinusoidalinputcurrents．Therefore，thecombinationofthePMSMdrivesysteman

5、dtheMChasbroadapplicationprospect．TheresearchcontentofthispaperisMC·PMSMvectorcontrolsystembasedonPDFcontroller．Combinedwinltherequirementsofthesystem,thepaperselectstheDSPandCPLDastheCOrecontrollerofthesystem,todecreasesystemvolume，andimprovereliabilityandflexibilityofthesystemplatform

6、．Then，manytaSkscanbecompletedbysoftware．Accordingtothemainideaofthedigitalcontroldesignscheme，thepaperdevelopstheminimumsystemofDSP,fmishesthedesignofthecombosystem．Thepaperintroducestheinputcurrentspacevector-outputhysteresiscurrentmodulationstrategy,pseudo-differentialfeedbackcontrolt

7、heoryindetail，buildsthemathematicalmodelofthissystem,andobtainssystemtransferfunctionsbymathematicalderivation．Onthisbasis，thepaperanalyzestheperformanceofMC—PMSMvectorcontrolsystembasedonPDFregulator．SimulationmodelofthissystemisconstructedusingMatlab，theresultsshowthatthesyst