基于PMSM的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)力矩補(bǔ)償系統(tǒng)控制策略研究.pdf

1、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于鉆井平臺(tái)當(dāng)中，但是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性較軟，在有沖擊性力矩負(fù)載的工況下易出現(xiàn)轉(zhuǎn)速大幅跌落甚至堵轉(zhuǎn)等現(xiàn)象。本文提出一種基于磁同步電機(jī)的力矩補(bǔ)償控制方法，在柴油機(jī)輸出軸上同軸連接一臺(tái)可短時(shí)高倍過(guò)載的永磁同步電機(jī)以快速補(bǔ)償突加力矩負(fù)載。本文就基于永磁同步電機(jī)的力矩補(bǔ)償控制策略展開(kāi)研究。
　　首先，在建立基于交流電機(jī)力矩補(bǔ)償單元的雙輸入控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，分析了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在突加力矩負(fù)載工況下的力矩調(diào)節(jié)特性，并在Matl

2、ab/Simulink軟件中搭建仿真模型，分析轉(zhuǎn)速跌落原因。選擇永磁同步電機(jī)作為力矩補(bǔ)償控制電機(jī)，并對(duì)其建立數(shù)學(xué)模型，為后面章節(jié)力矩補(bǔ)償控制策略奠定基礎(chǔ)。
　　其次，在對(duì)補(bǔ)償用永磁同步電機(jī)控制中采用直軸電流為0的雙閉環(huán)矢量控制方案。為識(shí)別力矩大小并快速補(bǔ)償突加力矩，本文提出一種由模糊控制技術(shù)與傳統(tǒng)PI控制器相結(jié)合而構(gòu)造成的混合模糊PI控制器的控制方法。分析了不同隸屬函數(shù)對(duì)控制效果的影響，并采用了Mamdini模糊推理方法制定了對(duì)應(yīng)

3、的模糊控制規(guī)則，從而實(shí)現(xiàn)了根據(jù)轉(zhuǎn)速和力矩大小調(diào)節(jié)電機(jī)力矩輸出，使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速維持在一定的范圍內(nèi)，達(dá)到了快速補(bǔ)償力矩的目的。
　　再次，考慮到系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境，提出采用基于無(wú)位置傳感器技術(shù)的控制方案。研究一種基于滑模觀測(cè)器的轉(zhuǎn)子位置估算方法，在電機(jī)兩相靜止坐標(biāo)系下構(gòu)建滑模觀測(cè)器，并分別對(duì)直接計(jì)算法和應(yīng)用鎖相環(huán)的估算方法進(jìn)行對(duì)比研究。進(jìn)而提出構(gòu)建一種包含反電動(dòng)勢(shì)觀測(cè)環(huán)節(jié)的擴(kuò)展滑模觀測(cè)器，最終通過(guò)建立模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)，結(jié)合適當(dāng)?shù)淖赃m應(yīng)律來(lái)提