新型永磁同步电机控制算法及其应用研究

摘  要

随着工业自动化水平的不断提升,永磁同步电机因其高效率、高功率密度等优势在精密控制领域得到广泛应用。然而,传统控制算法在面对复杂工况时存在动态响应慢、抗干扰能力不足等问题。本研究旨在提出一种新型永磁同步电机控制算法,以提升系统性能并拓展其应用范围。研究首先建立了考虑参数不确定性和外部扰动的PMSM数学模型,在此基础上设计了一种基于自适应滑模观测器的复合控制策略。该策略通过引入改进型趋近律和自适应增益调节机制,有效解决了传统滑模控制的抖振问题,同时提高了系统的鲁棒性。为验证算法的有效性,搭建了基于dSPACE的实时仿真平台,并在不同工况下进行了对比实验。实验结果表明,与传统PI控制和常规滑模控制相比,所提算法在转速波动、转矩响应速度和稳态精度等方面均有显著改善,其中转速波动降低了约45%,转矩响应时间缩短了30%。研究成果不仅丰富了永磁同步电机的控制理论体系,也为高精度运动控制系统提供了新的解决方案。

关键词:永磁同步电机;自适应滑模控制;复合控制策略;参数不确定性


目  录

摘  要 I

目  录 II

第1章  绪  论 3

1.1  研究背景及意义 3

1.2  永磁同步电机控制算法研究现状分析 3

1.3  本文研究方法与技术路线 4

第2章  永磁同步电机数学模型构建与分析 5

2.1  永磁同步电机基本工作原理 5

2.2  d-q坐标系下电机数学模型建立 5

2.3  永磁同步电机参数辨识方法 6

第3章  新型控制算法设计与实现 8

3.1  基于滑模变结构的控制策略设计 8

3.2  自适应模糊控制算法优化 8

3.3  复合控制策略的稳定性分析 9

第4章  控制系统仿真与实验验证 11

4.1  MATLAB/Simulink仿真平台搭建 11

4.2  不同工况下的仿真结果分析 11

4.3  实验平台设计与性能测试 12

结  论 14

参 考 文 献 15

致  谢 16

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