【摘 要】
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随着现代电力电子技术及电机控制理论的发展,永磁同步电机（PMSM）在电动汽车、伺服系统、工业机器人等国民经济领域得到广泛应用。当前的电机控制策略大都基于PMSM参数,而受工作环境、使用年限、运行状况及加工精度的影响,PMSM参数值会在一定范围内变化。为此本文围绕电机参数在线辨识及相关控制进行深入研究,主要内容如下:本文首先在MATLAB/Simulink中建立PMSM矢量控制系统,通过仿真实验验证
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随着现代电力电子技术及电机控制理论的发展,永磁同步电机（PMSM）在电动汽车、伺服系统、工业机器人等国民经济领域得到广泛应用。当前的电机控制策略大都基于PMSM参数,而受工作环境、使用年限、运行状况及加工精度的影响,PMSM参数值会在一定范围内变化。为此本文围绕电机参数在线辨识及相关控制进行深入研究,主要内容如下:本文首先在MATLAB/Simulink中建立PMSM矢量控制系统,通过仿真实验验证电机参数变化对控制系统的影响。然后提出模型参考自适应（MRAS）的IPMSM参数辨识方法,利用电机电流、电压以及转速信息构建电机可调模型和自适应机构,在id=0控制下可有效辨识得到电机交直轴电感值、永磁体磁链值及定子电阻阻值,并通过电机仿真软件与MATLAB/Simulink联合仿真,验证电机参数辨识算法在变载条件下具有良好的跟随特性。在基于电机参数的最大转矩电流比（MTPA）控制系统中,研究电机参数对定子电流矢量角的影响,并验证MTPA控制下参数辨识算法的有效性。其次将参数辨识结果反馈至MTPA控制中,通过比较定子电流矢量角及三相电流幅值,表明基于参数辨识的MTPA控制能够提高系统控制精度及控制效率。通过建立基于参数辨识的电流前馈矢量控制系统,可提高系统响应速度。之后,搭建基于NIPXI的永磁同步电机硬件在环实验平台,利用Lab VIEW和基于STM32F103的电机控制板进行调速和加载实验,验证该平台的稳定性和抗干扰能力,通过参数辨识实验,表明参数辨识算法的有效性。最后搭建以DSP28335为主控芯片的电机对拖实验平台,通过硬件设计和软件开发,完成基于MRAS参数辨识的矢量控制系统。实验结果表明PMSM参数辨识算法的有效性、精确性及稳定性。
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