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永磁同步电机矢量控制系统分析仿真开题报告.doc

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开题报告 燕 山 大 学 本科毕业设计(论文)开题报告 课题名称:永磁同步电机矢量控制系统分析仿真 学院(系):电气工程系 年级专业:09级应用电子 学生姓名: 王兴龙 指导教师: 杨国良 完成日期: 2013年03月23日 一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义 在高性能的交流调速传动系统中,转子速度(位置)闭环控制往往是必需的。为了实现转速(位置)反馈控制,须用光电编码器或旋转变压器等与电动机同轴安装的机械速度(位置)传感器来实现转子速度和位置的检测。但机械式的传感器有安装、电缆连接和维护等问题,降低了系统的可靠性。对此,许多学者开展了无速度(位置)传感器控制技术的研究,即利用检测到的电动机出线端电量(如电机电压、电流),估测出转子的速度、位置,还可以观测到电动机内部的磁通、转矩等,进而构成无速度(位置)传感器高性能交流传动系统。该技术无需在电动机转子和机座上安装机械式的传感器,具有降低成本和维护费用、不受使用环境限制等优点,将成为今后交流电气传动技术发展的必然趋势。交流传动系统的发展对电动机本体也提出了更高的要求。电动机设计和建模有了新的研究内容,如三维涡流场的计算、考虑转子运动及外部变频供电系统方程的联解、电动机阻尼绕组的合理设计及笼条的故障检测等。为了更详细地分析电动机内部过程,如绕组短路或转子断条等问题,多回路理论应运而生。随着20世纪80年代永磁材料特别是钕铁硼永磁的发展,永磁同步电动机(Permanent-Magnet Synchronous Motor——PMSM)的研究逐渐热门和深入,由于这类电动机无需励磁电流,运行效率、功率因数和功率密度都很高,因而在交流传动系统中获得了日益广泛的应用。此外,开关变磁阻理论使开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor——SRM)迅速发展,开关磁阻电动机与反应式步进电动机相类似,在加了转子位置闭环检测后可以有效地解决失步问题,可方便地起动、调速或点控,其优良的转矩特性特别适合于要求高静态转矩的应用场合。交流传动系统中的交流电动机是一个多变量、非线性、强耦合、时变的被控对象,VVVF控制是从电动机稳态方程出发研究其控制特性,动态控制效果很不理想。20世纪70年代初提出用矢量变换的方法来研究交流电动机的动态控制过程,不但要控制各变量的幅值,同时还要控制其相位,以实现交流电动机磁通和转矩的解耦,促使了高性能交流传动系统逐步走向实用化。目前高动态性能的矢量控制变频器已经成功地应用在轧机主传动、电力机车牵引系统和数控机床中。此外,为了解决系统复杂性和控制精度之间的矛盾,又提出了一些新的控制方法,如直接转矩控制、电压定向控制等。尤其随着微处理器控制技术的发展,现代控制理论中的各种控制方法也得到应用,如二次型性能指标的最优控制和双位模拟调节器控制可提高系统的动态性能,滑模(Sliding mode)变结构控制可增强系统的鲁棒性,状态观测器和卡尔曼滤波器可以获得无法实测的状态信息,自适应控制则能全面地提高系统的性能。另外,智能控制技术如模糊控制、神经元网络控制等也开始应用于交流调速传动系统中,以提高控制的精度和鲁棒性。杨国良,邹立颖风电系统中风力机性能的Matlab仿真研究 第十二届电力电子年会,哈尔滨,2010.8.2012.6 [6] 柳萌,方静欢,王正。考虑饱和效应凸极同步电动机矢量控制 电力电子技术 2011.5 [7] 王冲。交流永磁同步伺服系统仿真 东莞理工学院学报 2012.10 [8]王桂荣,李太峰。基于SVPWM 的PMSM 矢量控制系统的建模与仿真 大 电 机 技 术 2010 [9]陈伯时。电力拖动自动控制系统2012 [10]夏德玲、翁贻方。自动控制理论 2011 [11]刘豹、唐万生。现代控制理论2011 [12]魏艳君。电力电子电路仿真2011 [13]王兆安、刘进军。电力电子技术2011 [14]王洋,刘永光。基于Simulink 的永磁同步电机矢量控制系统仿真 组合机床与自动化加工技术2011。2 六、指导教师意见 指导教师签字: 年 月 日 七、系级教学单位审核意见: 审查结果: □ 通过 □ 完善后通过 □ 未通过 负责人签字: 年 月 日
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