基于模型預測的無刷直流電機控制方法研究.pdf

1、無刷直流電機被廣泛應用于工業(yè)與生活中，控制策略與功率變換器拓撲結構的研究也逐漸深入。但無刷直流電機在實際應用中仍有許多技術問題亟待解決，如轉矩脈動抑制、無傳感器控制、容錯控制等，這些技術問題限制了無刷直流電機在高精度、高可靠性需求場合以及極端環(huán)境中的使用。根據(jù)這一實際情況，本文在現(xiàn)有的研究與應用基礎上，以抑制無刷直流電機換相轉矩脈動提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、設計容錯控制策略提高系統(tǒng)可靠性為目標，以模型預測控制為手段，對無刷直流電機的控制策略與拓撲

2、結構作了如下的研究：
　　本文闡述了三相六開關逆變器結構下無刷直流電機的工作原理、常用驅動方式，換相檢測方案與電流采樣方法，將其數(shù)學模型分為換相階段與非換相階段分別進行了分析，從電流模型突變的角度解釋了換相轉矩脈動產(chǎn)生的原因，說明了傳統(tǒng)控制器在解決此問題時的局限性。以此為前提，本文選取了有較好模型適應性的模型預測方案進行電流環(huán)的設計，使用切換預測模型的方法消除了模型突變帶來的影響。本文使用MATLAB搭建仿真模型實現(xiàn)控制算法，設計

3、仿真實驗對模型預測控制方法在六開關逆變器拓撲下的動靜態(tài)性能進行了驗證，針對其轉矩脈動抑制能力與其他控制方法進行了對比。
　　針對實際運行中可能出現(xiàn)的開關管故障，本文從電機工作原理出發(fā)，采用了一種基于電壓邏輯信號的開關管故障診斷方案，實現(xiàn)了開關管故障的實時檢測與隔離。以四開關逆變器作為容錯拓撲，使用模型預測的控制方法完成了控制器設計。模擬開關管故障設計了相關實驗。
　　實驗對比分析表明，相對于傳統(tǒng)控制方案，模型預測控制有更好的