摘要
随着现代工业的不断发展，电机作为主要动力来源，对其的高性能控制也就愈发重要了。其中，永磁同步电机具有功率因数高、可靠性好、体积小等优点，且能满足对电机高性能调速的要求，而在新能源汽车、风力发电和工业机器人等领域中广泛应用。在永磁同步电机控制系统中，由于永磁同步电机是强耦合、非线性、多变量的控制对象，使得控制系统无法发挥最优控制性能。为实现对永磁同步电机高性能控制，本文以自抗扰控制技术为基础，研究了一种改进型自抗扰控制的永磁同步电机矢量控制方法，主要研究内容如下： 1、本文推导了永磁同步电机在常用的三种坐标系下的数学模型，根据永磁同步电机的数学模型阐述了矢量控制策略的原理，并对矢量控制策略中的两电平空间矢量调制技术原理和算法实现进行了仿真和分析。 2、介绍了自抗扰控制技术，针对自抗扰控制器参数整定困难和其中的非线性函数在原点的导数不连续、分段点不光滑，而造成控制性能下降的问题，本文根据非线性函数选取原则，选取更优的非线性函数，并利用其构造自抗扰控制器的核心部件，即扩张状态观测器和非线性状态误差反馈控制律，设计了改进型自抗扰控制器，并对其进行稳定性分析。该方法既降低了自抗扰控制器的参数个数，又有效弥补了传统非线性函数的缺陷。 3、在永磁同步电机矢量控制策略下，设计了电流环改进型自抗扰控制器和速度环改进型自抗扰控制器，将其仿真结果与传统比例积分控制器、传统自抗扰控制器和基于newfal函数的自抗扰控制器的仿真结果进行分析对比，结果表明改进型自抗扰控制器具有更好的抗扰性能，更精准的跟踪性能和更快的响应性能。 本文所设计的改进型自抗扰控制器和矢量控制策略的协调作用能够有效的提高永磁同步电机调速系统的控制性能，在仿真验证中取得了优越的结果。为进一步实现永磁同步电机高性能控制问题提供了有价值的研究。
NETL