永磁同步电机控制系统设计与仿真毕业设计论文

永磁同步电机控制系统设计与仿真目录摘要 PMSM闭环矢量控制仿真模型图4-11PMSM闭环矢量控制仿真模型仿真结果为了验证所建模型仿真模型的正确性和有效性，对模型进行了仿真实验。给定转速400rad/s，在t=0时，电机负载启动，在时负载由2N•m突变为8N•m，仿真时间为[20]。其波形如图4-12、图4-13、图4-14所示：图4-12定子绕组三相电流波形图4-13电磁转矩波形图4-14电机转速波形从仿真结果我们可以看出，电机在通电以后，迅速到达最大转矩〔30N•m〕，然后很快回到稳定值〔2N•m〕。转速以直线上升，迅速到达给定值400rad/s。在，负载转矩由2N•m突变为8N•m，转速有微小的震荡后回到给定值，定子电流在发生变化。结束语本文通过对电压空间矢量控制原理及算法的分析，得到了永磁同步电机的数学模型，运用Matlab/Simulink软件，构建了永磁同步电机控制系统的模型，通过仿真结果可以看到系统能平稳运行，具有良好的静、动态特性，仿真结果符合永磁同步电机的运行特性，也为实际伺服系统的设计和调试提供了新的思路。5结论研究总结在实际应用中，永磁同步电机控制系统具有直流电机和异步电机控制系统无法比较的优点。首先，永磁同步电机矢量控制系统是一种高性能的交流控制系统，由于永磁同步电机的许多优点和矢量控制思想，所以由永磁同步电机构成的交流控制系统能够到达很好的控制性能；其次，我国是世界第一稀土大国，稀土永磁同步电机已经在航空航天多种型号中得到成功的应用。因此，研究和开展高性能永磁同步电机控制系统来满足现代工业迅速开展的要求具有重要的实用价值。通过分析永磁电机的几种常用控制策略，本文采用矢量控制的方法对PMSM及其控制系统性能进行仿真。首先简要介绍了PMSM矢量控制的原理和三种常用的坐标变换，采用电压空间矢量脉宽调制技术和Matlab／Simulink软件平台建立了矢量控制系统合仿真模型，对PMSM系统动态性能进行了仿真分析。通过仿真结果可以看到系统能平稳运行，具有良好的静、动态特性，仿真结果符合永磁同步电机的运行特性，也为实际伺服系统的设计和调试提供了新的思路。综合前面章节的内容，本文的主要成果表达在以下三个方面：(1)通过阅读大量国内外高性能稀土永磁电机相关文献，较为全面的介绍了国内外永磁电机的应用与研究现状，并简要介绍了永磁同步电机控制系统常用的几种控制技术，其中重点讲述了直接转矩控制系统和矢量控制系统，为本文的研究工作奠定了根底。(2)根据永磁同步电机的控制原理，文章讲述了永磁同步电机的数学模型和交流永磁同步电机的结构和分类。(3)对矢量控制系统进行了详细的分析，并采用电压空间矢量脉宽调制技术和Matlab／Simulink软件平台建立了矢量控制系统合仿真模型，对PMSM系统动态性能进行了仿真分析。通过本文所做的研究工作，了解了高性能PMSM的设计理论，并针对矢量控制进行了仿真，仿真结果进一步证实了本论文研究的有效性。虽然这是种根本的控制策略，但为永磁同步电机的开展和应用打下了良好的根底，为研究更优越的控制系统奠定基石。未来研究方向和展望21世纪，科学技术飞速开展，高新技术不断涌现，节电、环保意识日益增强，使得永磁同步电机开展的前途一片光明，尤其是高性能稀土永磁同步电机及其伺服系统，随其技术的快速开展和日渐成熟，结构型式将日趋多样化，也将会赢更为广泛的开展空间，获得更加广泛的应用。需要指出的是，对于永磁同步电机系统本身，目前研究了永磁同步电机，由于参数是测量的，测量存在着一定的误差，而误差往往是随机的，所以参数随机的永磁同步电机将是今后研究的重点。对于控制方法，本论文主要矢量控制入手，提出了相应的永磁同步电机的控制稳定性理论，提出更好的控制方法将是以后研究的重点。总之，在永磁同步电机矢量控制中，提出一种高精度的混合控制方法并利用更先进的理论也是今后研究的一个重点。致谢本文的完成首先归功于我的导师——X教授。XX教授的博闻强志、追求卓越、孜孜以求的务实精神以及严谨的科研态度和科学高效的教育理念深深地影响着我，必将使我受益终生。他的悉心指导和鼓励使我克服了在研究中遇到的诸多困难，在本文即将付梓之际，我内心充满感谢之情，在此我要向我的导师致以最衷心的感谢和深深的敬意。在两年的学习生活和工作中，还得到了我们XX学院许多领导和老师的热情关心和帮助，在此深表感谢。最后，我愿把最真挚的谢意送给我的家人，感谢他们自始至终生活上给我的关心和精神上的理解支持，是他们的无私奉献让我顺利地完成我的学业。愿家人平平安安、将健康康。衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加辩论的辩论委员会各位专家、教授！2012参考文献DuQuWei,XiaoShuLuo,BingHongWang,JinQingFang,Robustadaptivedynamicsurfacecontrolofchaosinpermanentmagnetsynchronousmotor[J].PhysicsLettersA2007.363(1):71–77.[J].中国电机工程学报,2001.21(9):114-119.ZhujunJing,ChangYu,GuanrongChen.Complexdynamicsinpermanent-magnetsynchronousmotormodel[J].Chaos,SolitonsandFractals2004.22(1):831–848.LiZ,ZhangB,MaoZY,Analysisofthechaoticphenomenainpermanent-magnetynchronousmotorsbasedonPoincaremap[C].The3rdWorldCongressonIntelligenceControlandIntelligentAutomation.Hefei,2000.3255-3258.[M].北京:机械工业出版社,1997.黄雷,赵光宙,贺益康.PMSM的自适应滑模观测器无传感器控制[J].浙江大学学报:工学版,2007,41(7):1107-1110.NR.Areviewofparametersensitivityandadaptationinindirectvectorcontrolledinductionmotordrivessystems[J].IEEETrans.onPowerElectronics,1991.6(4):695-703.白双建.采用国际标准开发高效电机以标准化手段促进节能减排.机械工业标准化与质量,2021(7):42.44.IEC高效(IE2),超高效(IE3)2021,36(10):19-23.本钱权.高性能永磁同步电动机及其控制系统设计与仿真硕士学位论文.湖南大学,2021.[M].北京中国水利水电出版社.2021,28-29.[M].北京:清华大学出版社.2006.ShinHB.NewantiwindupPIcontrollerforvariable-speedmotordrives[J]．IEEETransonIndustrialE-lectronics,1998,45(3):445-450.郑泽东,李永东.电机工程与应用电子技术系.清华大学,2021.刘永飘,钟彦儒,徐艳平.永磁交流伺服系统矢量控制仿真[J].电气传动自动化2006,28〔1〕:18-21.PWM的SIMULINK仿真[J].农机化研究,2003,4〔2〕：105-10