基于狀態(tài)觀測器的永磁同步電機直接轉矩預測控制研究.pdf

1、直接轉矩控制(DTC)不需要進行解耦控制,并且結構簡單、動態(tài)響應快,因而被廣泛應用于永磁同步電機中。然而在實際生產(chǎn)過程中,受傳統(tǒng)定子磁鏈觀測法的觀測精度和時滯現(xiàn)象的影響,永磁同步電 DTC系統(tǒng)的轉矩和磁鏈脈動很大,系統(tǒng)的穩(wěn)定性能不佳。因此,針對定子磁鏈觀測方法和含有時滯的DTC系統(tǒng)的研究就具有重要的理論意義和實際價值。
　　全文的主要研究內容和創(chuàng)新點如下:
　　1.研究設計了永磁同步電機定子磁鏈—定子電流全維狀態(tài)觀測器和降維

2、狀態(tài)觀測器。定子磁鏈的觀測精度直接影響著系統(tǒng)的性能,而低速時直流偏移和電機參數(shù)變化等因素又會引起定子磁鏈觀測精度下降。針對此問題,本文首先進行了簡單的變量代換,將含有轉子位置信號的定子電流方程轉化為不含轉子位置信號的方程。其次,設計了以定子電流和定子磁鏈為狀態(tài)變量的全維觀測器,解決了定子磁鏈易受電機參數(shù)影響的問題。然后,為了簡化系統(tǒng)結構,又進一步設計了以定子電流和定子磁鏈為狀態(tài)變量的降維觀測器。最后仿真驗證了帶有這兩種觀測器的DTC系統(tǒng)

3、的電機參數(shù)魯棒性好,轉矩和磁鏈脈動小,低速時電機性能得到很大提升。
　　2.研究了兩種直接轉矩預測控制方法。針對時滯現(xiàn)象容易引起系統(tǒng)轉矩脈動增大的問題,提出了兩種預測方法。第一種預測方法是全維狀態(tài)預測方法,它是在全維觀測器的基礎上,直接預測出下一周期的定子電流、定子磁鏈和轉矩值,最后和傳統(tǒng)的DTC系統(tǒng)一樣采用查表法算出電壓矢量。第二種預測方法是直接對轉矩和磁鏈幅值預測的方法。該方法結合了矢量控制和 DTC的優(yōu)點,直接對轉矩和磁鏈幅