永磁同步电机自适应模糊控制研究答辩PPT.ppt

2015届毕业设计答辩报告 报告人：移康疆 指导老师：邓亮 时间：2015.05.30 目录： 第一章：绪论 1.1 课题研究背景、意义 1.2 模糊控制综述 1.3 基本模糊控制器 第二章：PMSM矢量控制系统 2.1 数学模型、坐标变换 2.2 矢量控制方法 2.3 控制策略 第三章：基于MATLAB永磁同步电机矢量控制仿真 3.1 SVPWM，空间电压矢量脉宽调制 3.2 仿真模型 3.3 仿真结果与分析 第四章： 4.1 模糊控制器设计 4.2 仿真模型 4.3 结果与分析 #结论与展望 #参考文献 课题研究背景及意义 1、课题背景 永磁同步电动机由稀土永磁材料来产生磁场，是永磁电机家族中的重要一员。永磁电机的发展与永磁材料的发展密切相关，二十世纪六十到八十年代，稀土钴永磁和钕铁硼永磁（二者统称稀土永磁）的相继问世，使永磁电机的发展进入了新的历史时代。我国稀土资源丰富，稀土矿的储藏量为世界其他各国总和的四倍左右，号称“稀土王国”，稀土永磁材料和稀土永磁电机的研究达到了世界先进水平。 2、选题意义 与传统的电励磁同步电动机相比，永磁同步电动机具有结构简单、体积小、重量轻、效率高、功率因数高、转矩/重量比高、转动惯量低、易于散热、易于维护保养等优点，因而应用范围极为广泛，尤其是在要求高控制精度和高可靠性的场合，如航空、航天、数控机床、加工中心、机器人等方面获得广泛应用。因此如何建立有效的仿真模型具有十分重要的意义。对于在Matlab中进行永磁同步电机(PMSM)建模仿真方法的研究已经受到广泛应用。 对于复杂的系统，由于变量太多，往往难以正确的描述系统的动态，换言之，传统的控制理论对于明确系统有强而有力的控制能力，但对于过于复杂或难以精确描述的系统，则显得无能为力了。因此便尝试着以模糊数学来处理这些控制问题。 模糊控制综述 模糊控制(Fuzzy Control)的基本思想是把人类专家对特定的被控对象或过程的控制策略总结成一系列以“if(条件)then(作用)”表达式形式表示的控制规则，通过模糊推理得到控制作用集，作用于被控对象或过程控制，作用集为一组条件语句，状态条件和控制作用均为一组被量化了的模糊语言集，如“正大”、“负大”、“高”、“低”、“正常”等。 基本概念： 1、模糊集合：设U为若干事件的总和，例如U = ，称U为论域，一个定义在U上的模糊集合F由隶属函数 : 来表征。 2、隶属函数是模糊数学中的重要概念，它决定着模糊集的模糊性。正确确定隶属函数是运用模糊理论解决实际问题的基础。常用的模糊函数有三角形，梯形，正态形。 3、模糊关系：设U和V是两个论域。模糊关系R是直积空间U ×V上的一个模糊集合，即当U ∈R ,V ∈R时，R的隶属函数为 ，其大小反映了它与R关系的程度，即: 。 1、基本模糊系统是由模糊器、模糊规则库、模糊推理机、模糊解除器组成，如图1所示： 2、基本模糊控制系统结构如图2所示： 1、坐标变换、数学模型 永磁同步电机数学模型，是实现各种先进控制策略的理论依据，也是研究永磁同步电机调速控制方法及无位置传感器控制的理论基础。永磁同步电机可在三相静止、两相静止和两相旋转三种坐标系下建立数学模型，并且各种坐标系下的方程可以相互转化，文中将给出三种坐标系下的方程。 1）ABC坐标系： 2）两相旋转坐标系：该坐标系统随定子磁场同步旋转，q轴超前d轴90°，若把d轴的取向与转子总磁链方向一致，则成为转子磁场定向坐标系统。A、B、C坐标系统与d-q坐标系统的关系为： 3）两相静止坐标系：该坐标轴线放在定子上，α轴与A轴重合，β轴超前α轴90°，α-β坐标系中的电压和电流通过简单线性变换就可以直接从实际测量的三相电压和电流得到。一个旋转矢量从三相定子坐标系变换到α-β坐标系，又称3/2变换，如下式： 矢量控制方法 控制策略 对永磁同步电机的控制策略大致可分三类。 (a)传统的控制策略，如PID反馈控制、解祸控制等。其中PID控制算法蕴含了动态控制过程中的过去、现在和将来的信息，而且其配合几乎为最优，是交流伺服电机驱动系统中最基本的控制形式，其应用广泛，并与其它新型控制思想相结合，形成了许多有价值的控制策略。 (b)现代控制策略，如自适应控制、变结构控制、鲁棒控制、预测控制等。现代控制策略考虑了对象的结构与参数变化、各种非线性的影响、运行环境的改变以及环境干扰等时变和不确定因素。 (c)智能控制策略，如模糊控制、神经网络控制、模糊神经网络控制等。模糊控制和神经元网络控制均属于智能控制的范畴，都具有不依赖于对象的数学模型、鲁棒性强的优点，能够很好地克服伺服系统