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离散化改进准谐振控制器及其在PMSM中的应用

目录

一、内容概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2无刷直流电机发展现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.3准谐振控制策略概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.4离散化技术控制基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

1.5本文主要工作与结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

二、永磁同步电机运行机理与模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

2.1永磁同步电机结构特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

2.2永磁同步电机数学建模．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.2.1经典dq坐标模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

2.2.2磁链轨迹分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.3永磁同步电机运行特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

2.4准谐振控制理论剖析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

三、准谐振控制器离散化方法研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

3.1传统准谐振控制器工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

3.2数字控制需求与现实挑战．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

3.3准谐振环节离散化技术方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

3.3.1基于梯形规则的方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

3.3.2基于双线性变换的途径．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

3.4离散化控制器参数整定策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

3.5离散化准谐振控制器实现结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

四、改进型离散化准谐振控制器设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

4.1存在问题的辨识与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

4.2改进离散化控制策略提出．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

4.3滤波处理增强离散模型精度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

4.4参数自整定方法引入．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59

4.5改进后控制器系统框图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62

五、基于改进控制器的PMSM驱动系统仿真研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．65

5.1仿真平台搭建方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．66

5.2仿真模型详细描述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68

5.2.1电机本体模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71

5.2.2直流电源环节．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．75

5.2.3功率变换桥模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．77

5.2.4控制算法实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．79

5.3仿真实验方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81

5.3.1基准准谐振控制对比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82

5.3.2改进控制器性能验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．85

5.4仿真结果分析与讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．86

5.4.1稳态运行性能对比．．．．．．．．．．．．．．．．