一、基于DSP的多相永磁同步电机矢量控制系统（论文文献综述）
陈程[1]（2021）在《大功率双三相永磁同步电机驱动系统研究》文中研究指明电动汽车作为减少环境污染、节约能源的新兴汽车,其发展主要受输出功率、驱动性能的限制,对驱动电机的要求也更加严格。采用双三相永磁同步电机可以最大限度的满足驱动电机的要求,实现低压大功率输出,同等情况下较三相电机而言,其性能更优越,适用于电动汽车领域。本文研究大功率双三相永磁同步电机及其驱动系统,通过对与其密切相关得组成部分进行详细分析与设计,以满足电动汽车的需求,并提高电动汽车行驶过程中的性能。在驱动电机方面,本文利用双三相永磁同步电机代替常用的三相永磁同步电机,实现高性能运行。基于转矩、磁链与坐标变换的理论知识,推导出电压、磁链、转子运动方程,从而建立了双三相永磁同步电机在不同坐标下的数学模型,最后利用MATLAB/Simulink仿真软件对d-q坐标系上的数学模型进行了组建,结果验证了在d-q坐标系上电流相位差与波形正确,即数学模型正确。在控制策略方面,通过研读、比较常用得控制策略,针对双三相永磁同步电机的特点选取空间矢量这种控制方法,并在此基础上进行深入的分析;通过比较常用的两种空间矢量脉宽调制方法,取其精华,去其糟粕,对最大四矢量的空间矢量进一步的细分,提出优化的最大四矢量调制方法。最后,通过仿真验证了采用最大四矢量配合id=0的矢量控制策略可以有效抑制谐波电流,比同样情况下的二矢量控制更优越,而优化的最大四矢量调制方法控制策略与调制技术配合可以在此基础上进一步减少损耗,更具优越性。在硬件方面,对驱动系统进行详细的硬件选型与设计,重点是设计出一种新型的IGBT驱动电路,并通过仿真表明其可以抑制过电压,改善电路特性,进而验证了此电路具有可行性与正确性。而软件方面,通过对主程序与中断程序进行适当的软件设计,实现双三相永磁同步电机的驱动系统的功能。图47表4参80
马科[2]（2021）在《电动汽车六相永磁同步电机矢量控制及其容错技术研究》文中研究指明进入二十世纪以来,随着电力电子器件的不断发展和完善,在许多电机控制系统中,逆变器的应用越来越多。逆变器的使用不仅电机的控制更加简便,同时对电机相数的限制也在不断减少。和传统三相电机相比较,会发现多相电机的转矩更加平滑,系统具多冗余度等特点,使得多相电机在船舶、航空等需要高安全性、低电压大功率和高传动比的领域使用的越来越多。本文将六相永磁同步电机作为被控对象,对其进行矢量控制和容错控制的深入研究。本文首先建立了六相永磁同步电机的数学模型,先通过对自然坐标系下六相永磁同步电机的数学模型进行分析,之后按照双三相电机和整体六相电机这两种不同思路,将自然坐标系下的数学模型,通过不同变换矩阵,最终得到双d-q变换的电机模型和空间矢量解耦变换的电机模型。其次,对电机的矢量控制策略进行了深入研究。首先通过传统的电流滞环控制对所建立的电机模型进行验证。之后采用双零序注入的PWM算法对六相永磁电机进行控制。此方法可以得到中心对称的PWM波形,且每个开关周期内各功率器件开关次数固定约为一次。与四矢量SVPWM电压调制范围一样,且更易实现硬件化。再次,对电机容错控制进行了研究。首先分析了六相永磁电机正常运行时和一相开路时的磁动势和转矩情况,之后根据故障前后磁动势不变为原则,提出了两种优化方案,分别为铜耗最小和输出转矩最大这两种方案,之后根据不同优化方案对剩余电流进行计算。为了改善电流的跟踪性能,本文采用了新型数字电流滞环方式,利用数字微处理器可编程性的特点,降低峰值,改善跟踪性能。最后提出双模运行模式,使得电机可以根据不同运行状态选择运行模式。最后,为实验验证上述控制策略的可行性,提出据验证方案,之后完成硬件及软件部分工作,最终在完成实验平台的搭建,并对控制策略的正确性进行验证。
匡志[3]（2021）在《全电飞机用十五相永磁同步电机驱动控制系统的研究》文中提出全电飞机能够实现零排放,无污染,有效解决对石油能源的依赖及传统飞机尾气排放的问题,已被《科学美国人》评选为2020年“十大潜力技术”。电驱动系统作为驱动执行机构提供飞行动力,系统对其运行效率,动态性能及可靠性提出更高要求。相比传统三相电机,多相电机在容错,实现大功率等方面更具潜力和优势。本文以全电飞机用十五相PMSM驱动控制系统为研究对象,针对全电飞机电驱动系统的高效率,抗扰动,容错控制等问题展开研究。在分析全电飞机对电驱动系统的需求基础上,基于全工况功耗最小思想,提出了一种三套绕组高效配合、各套绕组独立可控的3×5相PMSM电机结构:设计时根据螺旋桨的转矩特性和全电飞机的工况需求匹配三套五相绕组的基速与额定转矩,运行时按照工况的转矩需求分时复用,使得各套绕组尽量工作在高效区域,从而提高电驱动系统全工况的运行效率,达到延长巡航里程目的。针对所提出的不对称绕组十五相PMSM系统分套控制与谐波抑制问题,推导了十五相PMSM的谐波特性表达式,对比分析了对称与不对称结构十五相PMSM的合成磁动势谐波次数与电枢绕组谐波电流,结果表明:不对称结构的谐波磁动势次数与对称结构谐波次数不同,其幅值和相位也发生了变化,但是不对称绕组时的谐波最高幅值并没有明显增大。建立了不对称十五相PMSM基于三dq轴变换的数学模型与矢量控制仿真模型,研究了四矢量SVPWM与双坐标系矢量控制谐波抑制方法,仿真和实验结果表明,使用两种方法均可以有效抑制不对称绕组产生的谐波,而且双坐标系统控制优于四矢量SVPWM控制。为了提高全电飞机电驱动系统的抗扰动能力,分析了由环境气流变化引起的扰动转矩和电机参数变化对电驱动系统的影响;提出一种基于线性自抗扰控制的负载转矩前馈控制方法,设计了负载转矩观测器与线性自抗扰控制器（LADRC）,并进行了稳定性分析。通过对该线性自抗扰控制的负载转矩前馈十五相PMSM转速闭环系统的抗扰动性仿真与实验研究表明提出的方法能有效抑制负载扰动和电机参数变化对电机转速的影响。为了提升全电飞机的巡航里程,研究了十五相PMSM系统驱动螺旋桨负载的变工况下高效控制策略。根据飞行工况下螺旋桨的转矩需求提出一种不对称十五相PMSM效率最优的转矩分配策略,仿真结果表明,效率最优控制的转矩分配策略能够有效拓宽十五相PMSM的高效区域,说明了这种不对称设计的有效性。为了有效抑制效率最优控制时各套绕组转矩分配的突变问题,进一步提出了基于模糊控制原理的转矩分配策略,并针对飞行工况给出了基于工况的规则控制,从而形成一种3×5相PMSM电驱动系统的绕组分套控制方法,即根据飞行工况阶段选择转矩分配方法,在爬升和下降阶段采用规则控制,同时对绕组切换时转矩波动进行抑制,在巡航阶段采用模糊控制的转矩分配方法,达到了既提高系统运行效率又减小了转矩波动的目的。为了提高电驱动系统的可靠性,分析了不同容错方法的热特性。以一相开路故障为例,研究了基于五相六桥臂SVPWM的容错控制,电流滞环等幅与铜耗最小容错控制下电枢绕组相电流幅值与相位变化,电机各部分损耗,电枢绕组的稳态温度与极端工况下的暂态温升等情况;仿真和实验研究结果表明,在额定负载下五相六桥臂SVPWM容错控制时电枢绕组极值点温度远远高于电流滞环等幅控制与铜耗最小容错控制情况;并且绕组不对称时,温度分布会更不均衡,因此提出设计和使用建议:对于高功率密度多相电机,尤其是本文研究的不对称绕组多相电机,绕组故障容错时,从热应力可靠性角度,不建议采用五相六桥臂控制方式,并且容错运行时,需要根据设计绝缘等级,温度限制降功率运行或者短时等功率运行。
黄文涛[4]（2020）在《磁通切换永磁电机模型预测控制研究》文中研究表明永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor,简称PMSM）具有效率高、转矩大、功率密度大等优点,在新能源汽车驱动领域备受关注。作为一种特殊结构的定子永磁型无刷电机,磁通切换永磁（flux-switching permanent magnet,简称FSPM）电机因其结构简单、适合高速、易于散热等优点,近二十余年一直是电机领域的研究热点。为进一步提高该类型电机的控制性能并拓展其应用,本文以FSPM电机的模型预测控制（model predictive control,简称MPC）为研究主题,主要围绕有限控制集模型预测控制原理、三相及五相FSPM电机正常运行与容错控制、转矩脉动抑制等方面展开研究。论文主要研究内容与创新成果如下:1.以一台三相FSPM电机为控制对象,阐述了该电机的结构特性和建模方法,基于两相旋转坐标系,介绍了模型预测电流控制（model predictive current control,简称MPCC）和模型预测转矩控制（model predictive torque control,简称MPTC）的基本原理及实现方式,并通过价值函数分析了两者之间的内在联系。仿真和实验验证了这两种MPC方法。2.针对三相FSPM电机转矩脉动较大的问题,从控制策略角度出发设计了转矩脉动抑制方法。根据转矩产生机理,提出了基于电流谐波注入和迭代学习控制的定位力矩补偿控制策略。此外,对于MPC每个控制周期内仅作用一个电压矢量所导致的稳态性能问题,提出了一种矢量合成算法,即利用多个矢量代替单一矢量,对输出脉冲宽度进行优化。仿真与实验验证了所提算法的有效性。3.以一台五相FSPM电机为对象,研究MPC在多相FSPM电机中的应用,基于矢量空间分解原理,详细推导了五相电机建模方法,设计了计及基波和谐波子空间控制的多相MPCC策略,并详细讨论了矢量选择。为了消除谐波子空间中的电压矢量,利用大矢量和中矢量合成的方式构建虚拟矢量。同时,引入占空比控制概念对虚拟矢量的作用时间作进一步优化。仿真和实验验证了所提方法的有效性。4.研究了五相FSPM电机在单相开路故障下的容错MPC算法,提出了一种计及谐波抑制和电压预筛选的容错MPTC策略。为实现对基波空间和谐波子空间的共同控制,选取了转矩、定子磁链幅值和谐波电流为控制变量,构造预测模型和价值函数;通过推导转矩和定子磁链幅值的关系,将这两个变量统一为定子磁链矢量,消除了两者之间的权值;同时利用参考定子磁链矢量,对备选电压矢量进行筛选,减少了价值函数的优化次数,减小了计算量,可提高硬件控制器的采样频率。5.为进一步提高容错MPTC的性能,基于空间矢量调制理论设计了一种改进的脉冲宽度调制算法。通过参考电压矢量所在象限对备选电压矢量进行初次筛选,进而利用所选矢量合成参考电压矢量,所提方法计算量小,能实现对基波空间和谐波子空间的共同控制,并有效降低电压跟踪误差,提高稳态性能。6.分别设计了基于d SPACE1104的三相FSPM电机控制系统和基于DSP-TMS320F28335的多相FSPM电机实验平台,对所提算法进行了深入的实验验证,实验结果证明了所提控制方法的有效性,为后续FSPM电机及其他永磁同步电机的驱动技术研究提供了理论基础与经验指导。
吕铭晟[5]（2020）在《大型直驱永磁风电系统功率变换控制优化关键技术研究》文中认为近年来,为解决能源短缺和环境污染等全球性问题,人类开始大规模地开发、利用风能。直驱永磁风力发电技术因其高效、低机械故障率,成为了风电领域重要的发展方向之一,特别是对于极具发展潜力的陆地大型化和海上风能系统。而机组功率变换系统作为电机控制与能量转换的关键环节,主要包括电机、变流器及其辅助单元,其控制性能对于机组整体性能至关重要。风电功率变换系统同时受风力载荷波动、电网波动与谐波等多重工况影响,受电气结构与器件性能等多重物理约束,并且系统拓扑随功率等级提升复杂程度显着提升。但随着交直交全功率变流技术的应用与发展,直驱永磁风电系统的功率变换系统机侧、网侧变流器结构及其控制得以相互分离、解耦,使得功率变换系统创新可以在不同角度和维度上分别实现。在风电迈向更复杂的应用场景、更大功率的机组容量、更高效高可靠的控制性能的趋势下,针对功率变换系统结构层、调制层、控制层到应用层的控制研究,都将是风能迈向更高质量发展的重要方向。因此,本文以直驱永磁风电功率变换系统为研究对象,以传统三相永磁发电系统到多相永磁发电系统为跨度,对电机参数失配影响和未知负载扰动下的优化控制、网侧变流器低工况时剩余容量的利用与系统分析设计、多变流器串联时的调制技术等重点内容进行了研究。取得了如下研究成果:（1）针对三相永磁风电系统机侧变流器控制参数失配问题,提出了一种永磁电机鲁棒非线性预测电流控制（RNPCC）方法,该方法实现了机侧变流器在参数失配工况下的高性能预测控制。首先,建立了考虑参数失配的永磁同步发电机数学模型,并基于该数学模型分析了参数失配对传统预测电流控制方法的影响。然后,设计了复合积分终端滑模观测器,用于实时在线估计参数失配引起的扰动项。最后,提出了不依赖永磁同步电机数学模型的RNPCC方法,通过将实时估计的扰动项反馈输入预测控制器中,仿真与实验验证了该控制方法可有效地消除参数失配的影响。（2）为实现传统三相发电系统网侧变流器高电能质量并网,研究了采样电路对基于PI或DB的控制回路的影响,并在采样电路中设计RC滤波器以减小固有的谐振峰。设计了基于改进重复控制器（IRC）和PI控制器的复合控制策略,通过重构经典重复控制器（CRC）的内部模型,将PI环的带宽限制在一个较低的水平,提高了系统的谐波和无功补偿性能。设计了IRC+PI控制的参数,提高系统的稳定性。此外,利用插入分数补偿器来解决非整数延迟问题。并通过实验验证。（3）围绕大容量机组采用双三相机侧变流器串联后的直流不平衡工况,提出了一种变中矢量的空间矢量调制方法。该方法在直流电压不一致时,把中矢量分为两类,将αβ平面非均匀分布的空间矢量分为12个30°固定扇区,在每个扇区利用三个大矢量和可变中矢量对参考电压进行参考电压合成,该方法可以在直流电压在一定波动范围进行中矢量自动切换,避免了直流侧电压不一致时复杂的扇区判断。最后在开关次数最少原则对连续空间矢量调制的矢量进行了仿真实验,结果表明了本文提出方法的正确性。（4）针对多模块永磁风电系统的机侧变流器高性能控制问题,提出了一种考虑未知负载转矩扰动的级联预测转矩控制方法（CPTC）。首先,利用有限元法分析了多模块永磁同步电机的电气特性,建立了多模块永磁同步电机的数学模型,设计了多模块永磁同步电机的级联控制结构。然后,提出了一种考虑未知负载转矩扰动的级联预测转矩控制方法,该方法以预测转矩控制器和预测转速控制器来构成级联结构,提升了多模块永磁同步电机的动静态响应和跟踪性能。最后,通过对比仿真和实验结果,验证了本文所提控制方法在定子磁链跟踪性能和负载转矩扰动抑制方面的优越性,同时与传统的三相永磁同步电机相比,多模块永磁同步电机具有定子电流小、对未知负载响应速度快的优点。本文以直驱永磁风电功率变换系统优化为背景,对电机参数失配影响和未知负载扰动下的优化控制、网侧变流器低工况时剩余容量的利用与系统分析设计、多扇区开关矢量简化等进行了研究。本文的分析与控制方法不仅可提升直驱永磁风力发电功率变换系统性能,还可推广应用于其他类型采用背靠背变流器的电机控制系统,为推进高性能电机控制提供了参考和借鉴。
包芳泉[6]（2020）在《船舶六相永磁同步电机电流环控制策略研究》文中指出随着船舶朝着高可靠性、电气化、智能化和绿色化方向发展,船舶电力推进技术被广泛关注。六相永磁同步电机由于具有效率高、可靠性高、可实现低压大功率驱动等诸多优点,在船舶电力推进系统中有广阔的应用空间。为保证船舶的操纵性、机动性,减少推进电机的能量损耗,保证动力输出的平顺稳定,推进电机驱动控制系统的电流环需要具有良好的动态性能和稳态性能。为实现以上目标,本文以六相永磁同步电机为研究对象,在对其矢量控制中基础理论进行详细分析后,针对其矢量控制中d、q轴交叉耦合、电流环系统延时、电流谐波等问题,对六相永磁同步电机的电流环动态性能改进策略和电流谐波抑制技术展开研究。首先,分别建立六相永磁同步电机的矢量空间解耦（VSD）数学模型和双d-q数学模型,对比得出两种数学模型的优缺点和内在联系,并探讨不同六相矢量脉宽调制（PWM）算法的特性,筛选出一套适用于六相永磁同步电机的矢量控制方案。其次,针对六相永磁同步电机d、q轴之间存在动态耦合和电流环存在延时环节,影响其动态调节能力的问题,采用复矢量解耦的方法对d、q轴进行解耦,采用双采样双更新PWM方法以缩短电流环系统延时,仿真结果表明该策略有效提高了电流环动态性能。再次,针对逆变器死区效应和电机绕组不对称会使六相永磁同步电机产生大量谐波电流,进而造成电机稳态转速转矩脉动的问题,推导得出逆变器死区效应和绕组不对称耦合作用下,造成d-q子平面和dz-qz子平面新增4次谐波的结论,在此基础上设计基于准比例谐振控制的电流环控制器,有效抑制了谐波电流,提高了电机的稳态控制性能。最后,根据实际需求,设计制作一套用于小型船舶的六相永磁同步电机变频驱动控制装置,并给出详细的变频驱动装置软硬件设计方案。硬件部分主要包括电源模块、主电路模块和控制电路模块,为电机实现变频控制提供硬件条件。软件部分采用模块化的编程理念,主要包括初始化程序、主程序和中断服务子程序,实现双闭环、PWM算法、检测报警等功能。
陆超[7]（2020）在《五相永磁容错电机起动/发电系统控制策略研究》文中提出在传统电动运载工具的设计中,发动机起动系统和发电系统一般彼此独立。起动系统只负责起动发动机,完成起动过程后便停止工作,再由发动机带动发电机供电,从而给载具造成额外的负担。起动/发电系统利用电机的可逆工作原理,首先让电机工作于电动机模式起动发动机,待起动过程完成后转为发电机运行模式进行供电,从而降低电动运载工具的重量和成本,是取代传统发动机起动系统的未来技术发展趋势。同时,多相永磁容错电机凭借其具有高功率密度、高转矩密度和高效率等优势,成为起动/发电系统电机的优选方案,在新能源汽车、多电飞机等电动运载工具领域拥有广泛的应用前景。本文以开绕组五相永磁容错电机起动/发电系统为研究对象,对系统结构、系统调制策略以及系统容错控制策略进行详细研究。论文首先对课题的研究背景及意义进行了阐述,并对起动/发电系统和多相容错电机的国内外研究现状进行了介绍。在传统三相永磁同步电机的基础上,分析五相永磁容错电机的结构特性和工作原理,建立自然坐标系下五相永磁容错电机的数学模型,并根据五相电机推广变换矩阵,建立定子坐标系和转子坐标系下的数学模型。其次,对功率变换器的多种拓扑结构进行研究,选用了可靠性较高的H桥方案,并在此基础上分析了适用于五相永磁容错电机系统起动工作模式和发电工作模式的控制方法,并将两者结合,提出一种五相永磁容错电机起动/发电全域控制方法。先后对矢量控制系统中SVPWM和滞环调制算法进行推导计算和仿真分析,通过综合对比调制效果和算法复杂程度,结合容错控制的便利性考虑,提出一种变占空比滞环调制方法。再次,分别以定子铜耗最小和相电流幅值相等为约束条件,完成了五相永磁容错电机控制系统在几种常见开路故障下的补偿电流矢量的分析计算,并通过仿真验证了电机缺相故障容错算法的可行性。同时,针对故障种类繁多导致算法较为复杂的问题,提出一种电流补偿策略统一化表达形式。最后,根据控制策略所需和实验室的实际条件,构建一套以32028335型DSP芯片为主控单元的硬件控制器,并在此基础上完成了实验平台的建设。同时,以CCS9.0.0软件为开发环境,电机控制策略和容错算法为理论依据,完成基于C语言的电机控制程序,对五相永磁容错电机起动/发电系统控制策略进行实验分析,验证了所提出的调制方法以及容错控制策略的可行性和有效性。
王学庆[8]（2020）在《双三相永磁同步电机驱动系统故障诊断及容错控制研究》文中认为随着一些应用领域对电机调速系统功率等级和可靠性要求的不断增加,传统三相电机的局限性逐渐凸显,多相电机成为有效解决这一问题的一个重要途径。电力电子技术和现代控制理论的高速发展使电力电子变换器广泛用于交流传动系统,电机相数不再受电网供电相数的限制。多相电机凭借其大功率输出、小转矩脉动、可靠性高、控制灵活等诸多优点逐渐应用在航空航天、舰艇推进、轨道交通、电动汽车等领域。尽管多相电机在可靠性上具有明显优势,但多相电机的故障诊断和容错控制研究仍处于起步阶段,实际工程应用中尚未充分利用其在容错运行上的优势。因此,多相电机驱动系统故障诊断和容错控制的研究对提升多相电机可靠性具有重要理论意义和工程价值。在所有多相电机中,双三相永磁同步电机备受关注。论文以双三相永磁同步电机为研究对象,旨在对其基础控制方法进行优化,对其在容错控制上的潜力进行深入发掘,并面向多类常见故障提供综合诊断及容错控制方案。为进一步提高电机驱动系统可靠性提供重要的技术储备。全文的主要研究内容如下:建立了双三相永磁同步电机六相自然静止坐标系中数学模型和同步旋转坐标系中解耦数学模型。为后续电机理论分析和控制方法设计提供了必要的基础条件。开展了双三相永磁同步电机调制策略和基础控制研究。针对两电平逆变器馈电的双三相永磁同步电机驱动系统设计了两种简单有效的调制策略,并将这两种调制策略扩展到了相应的三电平系统中。以矢量控制和直接转矩控制为基础控制架构,根据不同的优化目标设计了不同的双三相永磁同步电机基础控制方法,并对不同的控制方法进行了比较。为后续双三相永磁同步电机驱动系统的故障诊断和容错控制研究提供了高性能的基础控制方法。开展了两电平逆变器馈电的双三相永磁同步电机驱动系统常见传感器故障和电气故障的综合诊断及容错控制研究。以直接转矩控制为基础控制框架,针对两电平逆变器馈电的双三相永磁同步电机驱动系统速度传感器故障、直流母线电压传感器故障、相电流传感器故障、逆变器开关管开路故障和缺相故障提出了一组综合诊断和容错控制方案。配合使用基于模型诊断和基于信号诊断两种诊断思路对五类故障的综合诊断方法进行设计,并以不改变控制框架、调制策略和电机模型为条件对五类故障设计了相应的容错控制策略。开展了T型三电平逆变器馈电的双三相永磁同步电机驱动系统常见电气故障的综合诊断及容错控制研究。以矢量控制为基础控制框架,针对T型三电平逆变器馈电的双三相永磁同步电机驱动系统逆变器开关管开路故障、逆变器开关管短路故障和缺相故障提出了一组综合诊断和容错控制方案。通过故障下的运行状态分析,提取了不同故障的共有特征和特有特征。采用基于信号的诊断思路提出了一种基于电流特征识别的两步综合诊断方法。并设计了一种主动干预的诊断方式用以区分故障特征相对一致的直流母线开关管开路故障和母线中点开关管故障。容错控制方面,借助熔断器和双向晶闸管设计了一种能够快速动作的T型三电平逆变器容错拓扑,并配合提出的相应软件算法实现不同故障的容错控制。开展了双三相永磁同步电机驱动系统常见电气故障免诊断自容错控制研究。深入分析了双三相永磁同步电机驱动系统的自容错机理。借助双三相永磁同步电机驱动系统自身的容错能力提出了一种适用于多类故障的免诊断自容错控制策略,缓解了传统故障诊断及容错控制方法存在的削弱系统可靠性的问题。提出的免诊断自容错控制策略普遍适用于双三相永磁同步电机驱动系统中的开关管开路故障、单相缺相故障和两相缺相故障。提出的自容错控制跳出了“先诊断,后容错”的固有思路,为驱动系统的容错控制研究提供了一个全新的视角。
陈卓[9]（2020）在《六相永磁同步电机自抗扰控制及容错技术的研究》文中提出在一些对功率等级、控制性能和可靠性要求较高的场合,传统的三相电机由于其本身的限制,无法满足需求。而多相电机有着效率高、转矩脉动小、容错运行能力强等优点,因此在船舶推进、航空航天等对可靠性和精密度要求高的领域有广阔的应用前景。由于电机的数学模型的强耦合性和不确定性,以及运行过程中产生的负载扰动等因素会影响调速系统的性能,所以要求控制算法有较好的抗扰动能力。基于以上背景本文以双Y移30°六相永磁同步电机为研究对象,对其空间矢量调制技术、自抗扰控制技术以及容错控制进行研究。首先,建立在自然坐标系下双Y移30°六相永磁同步电机的数学模型,然后通过解耦变换矩阵,得到其在旋转坐标系下的数学模型并对六相逆变器的PWM调制技术进行研究。传统三相电机应用的两矢量SVPWM调制直接应用于多相电机时,不能对谐波平面上的电压分量进行控制,导致定子谐波电流较大。本文采用基于虚拟电压矢量的四矢量SVPWM调制策略进行六相电机的矢量控制,能在保证功率器件开关损耗小的同时下减少电流谐波含量。其次,对速度环采用自抗扰控制器的六相永磁同步电机矢量控制系统进行分析。介绍了自抗扰控制技术的原理和组成,针对自抗扰控制器中参数较多,整定困难的问题,将自抗扰控制器线性化处理。设计出在六相永磁同步电机矢量控制理论下的速度环线性自抗扰控制器,还分析了速度环线性自抗扰控制器参数的选取方法。再次,分析了六相永磁同步电机在正常运行状态和F相缺相运行下的磁势,并基于故障前后磁势不变原则,对F相发生开路故障后的容错运行策略进行研究,提出定子铜耗最小和输出转矩最大两种容错运行策略对剩余各相电流进行优化,可以实现电机在发生开路故障后的稳定运行。最后,基于DSP芯片进行控制系统硬件电路设计和软件程序的编写,在此基础上搭建实验平台进行实验。通过对实验结果的分析,证明本文所研究理论的有效性和可行性。
崔荣华[10]（2020）在《五相开绕组电机驱动系统及容错控制研究》文中研究说明随着环境污染和能源短缺的日益加剧,大力发展电动汽车成为有效地解决这一问题的的重要途径。电机驱动系统作为电动汽车的能量变换载体和执行部件,其可靠性直接关系到操作人员的生命安全。因此,近年来高可靠性电机驱动系统获得了研究者的广泛关注。相比于三相电机驱动系统,五相开绕组电机驱动系统在容错性能、功率密度、效率和输出电平数等方面具有突出的优势,使其更加适用于电动汽车应用场合。针对五相开绕组电机驱动系统的特点,本文以五相永磁容错型开绕组电机为研究对象,主要对五相开绕组电机的基本建模理论、调制策略、零序电流抑制策略、双逆变器的功率器件开路故障诊断和定位、匝间短路故障诊断及容错控制等方面进行了研究,为进一步提高五相开绕组电机驱动系统的可靠性提供了重要的技术基础。论文主要对以下几个方面进行研究:1.揭示了五相开绕组电机驱动系统在供电方式和拓扑结构方面的特点,分析了五相开绕组电机的工作原理;建立了五相开绕组电机在基波平面和三次谐波平面的数学模型,包括隔离直流母线型和共直流母线型两种拓扑结构,并给出了五相开绕组电机在基波平面和三次谐波平面的空间电压矢量;搭建了五相开绕组电机驱动系统的仿真平台,为进行后续研究奠定了基础。2.对共直流母线型五相开绕组电机驱动系统的零序电流抑制策略进行了研究。首先对逆变器死区效应引起的零序电流进行了分析,其次,通过对零轴控制器的设计对零序电流引入反馈控制,并根据调制策略的分析推导,得到了零序电压的参考值以及每个逆变器零电压矢量的作用时间,从而实现了对零序电压的调制;最后分析了该零序电流抑制策略下的调制范围,并通过仿真和试验验证了该零序电流抑制策略的有效性。3.针对五相开绕组双逆变器的功率开关管的开路故障诊断技术进行了研究,提出了基于三次谐波残差的故障诊断方法。该方法通过对三次谐波残差在静止坐标系fα3N-fβ3N分量的监测,实现了开路故障的判定;通过基于遗忘因子的最小二乘迭代方式辨识出残差分量的关系,实现了故障相以及故障相电流类型的判定。由于开绕组拓扑结构的特殊性,当对称位置处的开关器件发生开路故障后系统会出现相同的特征表现,给故障开关管的准确定位带来困难,为此,提出了一种在线小电流脉冲测试法来实现故障相内的开路故障的开关管的准确定位,该方法可以对测试电流的幅值和相位进行精确控制,从而提高了故障诊断方法的安全性,仿真和实验结果表明了该诊断方法的准确性和鲁棒性。4.对五相开绕组电机的匝间短路故障诊断方法及相应的容错控制策略进行了研究。通过建立匝间短路故障后的五相开绕组电机模型,提出了一种基于转矩差中二倍频脉动分量幅值检测的在线故障诊断方法;并在此基础上,提出了匝间短路故障后的容错控制方法,该方法通过对d-q坐标系下的电流进行补偿实现容错运行。针对开绕组电机的特点,将匝间短路电流与短路匝比乘积的求取转化为对零序电流的求取,从而大大降低了计算量,提高了补偿的准确性。5.针对匝间短路较为严重的情况,为避免故障相的补偿电流超出限定值,提出了一种基于主动断相的容错控制方法。该方法将容错控制策略的制定分为两部分,一部分针对电机的断相故障,通过故障后的解耦矩阵实现容错控制;另一部分针对匝间短路故障,通过短路电流的补偿作用实现容错控制,且该补偿量可以由零序电流和零序电压得到。通过将两部分容错控制策略相结合,实现故障后电机驱动系统的无扰运行。6.以DSP28335为核心,搭建了五相开绕组电机驱动系统实验平台。设计了硬件驱动电路,并完成了电机绕组抽头的改造,实现了对各种故障的准确模拟,为本课题以及后续研究提供了基础。
二、基于DSP的多相永磁同步电机矢量控制系统（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于DSP的多相永磁同步电机矢量控制系统（论文提纲范文）
（1）大功率双三相永磁同步电机驱动系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 电动汽车驱动系统概述 |
| 1.2.1 电动汽车驱动电机的发展趋势 |
| 1.2.2 电动汽车驱动系统的组成 |
| 1.2.3 电动汽车驱动系统的性能要求 |
| 1.3 多相永磁同步电机简介 |
| 1.3.1 多相永磁同步电机的定义 |
| 1.3.2 国内外研究概述 |
| 1.3.3 多相永磁同步电机的控制策略 |
| 1.4 研究内容及方法 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究方法 |
| 2 双三相永磁同步电机的数学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 六相静止坐标下的数学模型 |
| 2.3 坐标与数学模型变换 |
| 2.3.1 坐标变换的定义 |
| 2.3.2 六相到两相静止坐标系的变换 |
| 2.3.3 α-β坐标系到d-q坐标系的变换 |
| 2.3.4 ABCUVW坐标系到d-q坐标系的变换 |
| 2.3.5 α-β坐标系下的数学模型 |
| 2.3.6 d-q坐标系下的数学模型 |
| 2.4 仿真模型搭建与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 双三相永磁同步电机的控制方法 |
| 3.1 矢量控制方法 |
| 3.1.1 弱磁控制 |
| 3.1.2 最大输出功率控制 |
| 3.1.3 最大转矩/电流控制 |
| 3.1.4 i_d=0的控制 |
| 3.2 SVPWM技术 |
| 3.2.1 功率变换电路的空间电压矢量计算 |
| 3.2.2 传统的二矢量SVPWM调制技术 |
| 3.2.3 最大四矢量SVPWM调制技术 |
| 3.2.4 优化的最大四矢量SVPWM调制技术 |
| 3.3 仿真模型搭建与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 双三相永磁同步电机驱动系统的设计与分析 |
| 4.1 总体设计 |
| 4.2 控制单元 |
| 4.2.1 数字处理器的特性 |
| 4.2.2 控制芯片的外围电路 |
| 4.3 功率变换和驱动电路 |
| 4.3.1 功率变换电路设计 |
| 4.3.2 功率变换电路器件选型 |
| 4.3.3 驱动电路设计 |
| 4.3.4 IGBT过电压产生机理 |
| 4.3.5 四种传统的驱动保护电路 |
| 4.3.6 一种新型的IGBT驱动保护电路 |
| 4.3.7 一种新型的IGBT驱动保护电路仿真验证 |
| 4.4 检测电路 |
| 4.4.1 电流检测电路 |
| 4.4.2 位置检测电路 |
| 4.5 保护电路 |
| 4.5.1 电流保护电路 |
| 4.5.2 电压保护电路 |
| 4.5.3 温度保护电路 |
| 4.6 软件设计 |
| 4.6.1 主程序设计 |
| 4.6.2 中断程序设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（2）电动汽车六相永磁同步电机矢量控制及其容错技术研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 多相电机研究现状综述 |
| 1.2.2 多相电机驱动控制策略的研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 六相永磁电机数学建模及分析 |
| 2.1 自然坐标系下数学模型 |
| 2.2 双d-q变换数学模型 |
| 2.3 矢量空间解耦变换的数学模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 六相永磁同步电机空间矢量宽脉冲调制策略 |
| 3.1 六相永磁电机同步电机驱动系统的拓扑结构 |
| 3.2 基于id=0 的电流滞环矢量控制 |
| 3.2.1 基于电流滞环的六相电机磁场定向控制原理 |
| 3.2.2 系统仿真框图及结果分析 |
| 3.3 六相永磁同步电机空间矢量脉宽调制策略 |
| 3.3.1 六相逆变器的电压矢量 |
| 3.3.2 三相解耦SVPWM算法 |
| 3.3.3 双零序注入PWM算法 |
| 3.4 系统仿真框图及结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 六相永磁同步电机容错控制的研究 |
| 4.1 六相电机的磁势和转矩分析 |
| 4.1.1 正常非故障条件下的磁势和转矩 |
| 4.1.2 Z相开路时的磁势和转矩 |
| 4.2 基于总磁势不变原则的容错控制机理 |
| 4.2.1 以定子铜耗最小作为约束条件的电流优化方案 |
| 4.2.2 以输出转矩最大作为约束条件的电流优化方案 |
| 4.3 六相电机双模式运行的机理 |
| 4.4 系统的仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 六相永磁同步电机驱动系统搭建及验证 |
| 5.1 控制系统的总体结构 |
| 5.2 控制系统的硬件设计 |
| 5.2.1 主电路的设计 |
| 5.2.2 驱动电路的设计 |
| 5.2.3 控制电路的设计 |
| 5.3 控制系统的软件设计 |
| 5.3.1 系统主程序的设计 |
| 5.3.2 中断子程序的设计 |
| 5.4 实验平台的搭建及实验结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）全电飞机用十五相永磁同步电机驱动控制系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 全电飞机国内外研究现状 |
| 1.3 多相电机及驱动控制系统研究现状 |
| 1.3.1 多相电机定义及发展现状 |
| 1.3.2 多相电机驱动系统的控制方法 |
| 1.3.3 多相电机驱动系统的容错策略 |
| 1.4 电机驱动控制系统关键问题的研究现状 |
| 1.4.1 转矩扰动抑制方法 |
| 1.4.2 效率最优控制方法 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 十五相PMSM系统建模与不对称绕组特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 飞行工况下总体效率最优绕组匹配方案 |
| 2.2.1 螺旋桨负载转矩的建模 |
| 2.2.2 飞行工况的电驱动系统特性要求 |
| 2.2.3 3×5 相PMSM不对称绕组匹配 |
| 2.3 3×5 相PMSM的数学模型 |
| 2.3.1 自然坐标系下基本方程 |
| 2.3.2 不对称绕组定子电感分析 |
| 2.3.3 不对称绕组合成磁动势谐波分析 |
| 2.4 基于三dq轴变换的3×5 相电机系统矢量控制模型 |
| 2.4.1 基于三dq轴变换的数学模型 |
| 2.4.2 3×5 相PMSM系统仿真模型 |
| 2.4.3 不对称绕组三次谐波抑制控制模型 |
| 2.5 仿真与实验研究 |
| 2.5.1 实验平台搭建 |
| 2.5.2 三次谐波抑制的仿真与实验 |
| 2.5.3 3×5 相PMSM绕组分套矢量控制仿真与实验 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 飞行工况下十五相PMSM调速系统抗扰动控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 全电飞机电驱动系统扰动问题 |
| 3.2.1 螺旋桨的扰动转矩 |
| 3.2.2 扰动转矩对电驱动系统的影响 |
| 3.2.3 电机参数变化对电驱动系统的影响 |
| 3.3 基于LADRC负载转矩前馈补偿的抗扰动设计 |
| 3.3.1 系统构建及仿真模型的建立 |
| 3.3.2 负载转矩观测器的设计 |
| 3.3.3 线性自抗扰控制器的设计 |
| 3.4 转速波动抑制效果的仿真验证与分析 |
| 3.4.1 仿真说明及系统参数设定 |
| 3.4.2 转矩扰动时的转速波动抑制 |
| 3.4.3 电机参数变化时的转速波动抑制 |
| 3.4.4 不对称运行下转速波动抑制 |
| 3.5 实验研究 |
| 3.5.1 转矩扰动时的转速波动抑制实验 |
| 3.5.2 飞行工况下电驱动系统转速与转矩响应 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于飞行工况的3×5 相PMSM系统最优效率运行控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 效率最优的绕组转矩分配 |
| 4.2.1 3×5相PMSM各套绕组的效率map图 |
| 4.2.2 效率最优的绕组转矩分配方法 |
| 4.2.3 转矩分配与各套绕组工作点分布 |
| 4.3 基于模糊控制原理的转矩分配策略 |
| 4.3.1 模糊控制器的设计 |
| 4.3.2 基于模糊控制的系统仿真模型建立 |
| 4.3.3 转矩分配与各套绕组工作点分布 |
| 4.4 基于飞行工况的规则控制转矩分配 |
| 4.4.1 绕组切换规则的制定 |
| 4.4.2 不同转矩分配方法的工作点效率对比分析 |
| 4.5 绕组切换时的转矩波动抑制分析 |
| 4.5.1 绕组切换时的转矩波动抑制方法 |
| 4.5.2 不同切换策略下转矩波动对比分析 |
| 4.6 3×5 相PMSM系统的绕组分套控制方法 |
| 4.6.1 绕组分套的控制方法 |
| 4.6.2 不同转矩分配策略的比较 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 3×5 相PMSM系统不同容错控制的热分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多相电机的不同容错控制方法分析 |
| 5.2.1 基于合成磁动势不变的容错方法 |
| 5.2.2 基于合成电压矢量不变的容错方法 |
| 5.2.3 不同容错控制方法的相电流特性 |
| 5.3 3×5 相PMSM系统容错运行时损耗特性 |
| 5.3.1 3×5 相PMSM热分析模型的建立 |
| 5.3.2 不同容错控制方法下的损耗分析 |
| 5.4 3×5 相PMSM不同容错运行的温度场特征 |
| 5.4.1 对称3×5 相PMSM的稳态温度场 |
| 5.4.2 不对称3×5 相PMSM的稳态温度场 |
| 5.4.3 飞行工况下3×5 相PMSM的暂态温度场 |
| 5.5 实验研究 |
| 5.5.1 样机及测试平台的搭建 |
| 5.5.2 不同容错控制方法下温度测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A 3×5 相PMSM数学模型参数计算 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）磁通切换永磁电机模型预测控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1.课题背景与研究意义 |
| 1.2.永磁同步电机控制策略 |
| 1.2.1.传统三相永磁同步电机 |
| 1.2.2.多相永磁同步电机控制 |
| 1.3.磁通切换永磁电机及其控制 |
| 1.3.1.磁通切换永磁电机 |
| 1.3.2.正常运行控制 |
| 1.3.3.容错控制策略 |
| 1.4.本课题研究内容和论文结构 |
| 1.4.1.课题研究内容 |
| 1.4.2.论文结构 |
| 第2章 三相FSPM电机模型预测控制 |
| 2.1.引言 |
| 2.2.三相FSPM电机驱动系统 |
| 2.2.1.电机结构与特性 |
| 2.2.2.逆变器状态 |
| 2.2.3.数学模型 |
| 2.3.两种典型模型预测控制方法 |
| 2.3.1.模型预测电流控制(MPCC) |
| 2.3.2.模型预测转矩控制(MPTC) |
| 2.3.3.MPCC与MPTC的内在联系 |
| 2.4.仿真分析 |
| 2.5.实验验证 |
| 2.5.1.硬件平台 |
| 2.5.2.稳态测试 |
| 2.5.3.动态测试 |
| 2.6.本章小结 |
| 第3章 改进型三相FSPM电机模型预测控制 |
| 3.1.引言 |
| 3.2.定位力矩补偿的MPCC |
| 3.2.1.谐波电流补偿 |
| 3.2.2.迭代学习控制 |
| 3.2.3.实验验证 |
| 3.3.基于矢量合成的改进MPTC |
| 3.3.1.矢量筛选 |
| 3.3.2.定子磁链参考与负载角计算 |
| 3.3.3.预测模型 |
| 3.3.4.最优合成电压矢量 |
| 3.3.5.脉冲产生 |
| 3.3.6.与现有多矢量MPC对比 |
| 3.3.7.仿真分析 |
| 3.3.8.实验验证 |
| 3.4.本章小结 |
| 第4章 五相FSPM电机模型预测控制 |
| 4.1.引言 |
| 4.2.五相FSPM电机驱动系统 |
| 4.2.1.电机结构 |
| 4.2.2.旋转坐标系下的电机数学模型 |
| 4.3.五相FSPM电机模型预测电流控制 |
| 4.3.1.全矢量MPCC |
| 4.3.2.虚拟矢量MPCC |
| 4.3.3.基于虚拟矢量与占空比优化的MPCC |
| 4.4.仿真分析 |
| 4.5.实验验证 |
| 4.5.1.实验平台 |
| 4.5.2.稳态实验 |
| 4.5.3.动态实验 |
| 4.6.本章小结 |
| 第5章 单相开路的五相FSPM电机容错模型预测控制 |
| 5.1.引言 |
| 5.2.单相开路的五相FSPM电机驱动系统 |
| 5.2.1.数学模型 |
| 5.2.2.谐波电流准则 |
| 5.3.计及矢量预筛选的容错模型预转矩控制 |
| 5.3.1.预测模型 |
| 5.3.2.价值函数 |
| 5.3.3.矢量筛选 |
| 5.3.4.实验验证 |
| 5.4.基于改进SVPWM的容错模型预测转矩控制 |
| 5.4.1.常规SVPWM |
| 5.4.2.改进的SVPWM |
| 5.4.3.预测模型 |
| 5.4.4.占空比生成 |
| 5.4.5.实验验证 |
| 5.5.本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1.全文总结 |
| 6.2.课题展望 |
| 附录四 种MPC方法主要代码 |
| 1.三相FSPM电机传统MPTC |
| 2.基于矢量合成的三相FSPM电机改进MPTC |
| 3.基于虚拟矢量与占空比优化的五相FSPM电机MPCC |
| 4.基于改进SVPWM的五相FSPM电机FTMPTC |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 |
| 致谢 |
（5）大型直驱永磁风电系统功率变换控制优化关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 直驱式风力发电系统的研究背景 |
| 1.2 直驱式风力发电机组功率变换系统结构及工作原理 |
| 1.2.1 机组功率变换系统结构组成 |
| 1.2.2 系统工作原理 |
| 1.2.3 功率变换系统常用控制策略 |
| 1.3 直驱式风力发电机组功率变换系统部分关键技术研究现状及问题综述 |
| 1.3.1 三相两电平结构功率变换技术创新研究 |
| 1.3.2 多相永磁同步发电机组功率变换系统新拓扑与控制技术创新研究 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 第2章 考虑参数失配的永磁同步电机鲁棒非线性预测电流控制技术 |
| 2.1 永磁风力发电功率变换系统机侧建模 |
| 2.2 永磁同步电机参数摄动模型 |
| 2.3 常规PCC的参数灵敏度分析 |
| 2.4 RNPCC的设计 |
| 2.4.1 最优控制律的设计 |
| 2.4.2 引入扰动项的RNPCC设计 |
| 2.5 复合积分终端SMO的设计 |
| 2.6 仿真实验与分析 |
| 2.6.1 电感参数摄动下常规PCC与改进型RNPCC的性能比较 |
| 2.6.2 磁链参数摄动下常规PCC和改进型RNPCC的性能比较 |
| 2.6.3 电感和磁链参数摄动下常规PCC与改进型RNPCC的性能比较 |
| 2.7 实验结果与分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 考虑硬件采样电路影响的多功能网侧变流器的设计与控制 |
| 3.1 网侧PWM变流器的一般结构与模型 |
| 3.2 考虑硬件采样电路的电流控制回路分析与设计 |
| 3.2.1 电流控制回路的建模 |
| 3.2.2 硬件采样电路的影响分析与设计 |
| 3.3 IRC+PI复合电流控制策略 |
| 3.4 IRC+PI控制系统的设计与分析 |
| 3.4.1 并联PI控制器的设计 |
| 3.4.2 考虑分数延迟的 IRC 数字滤波器 Q（z）的设计 |
| 3.4.3 考虑系统稳定性的IRC中 Gf(z)和krc的设计 |
| 3.5 实验分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 串联直流母线下双三相电机调制技术研究 |
| 4.1 谐波解耦坐标系下双Y移30°六相同步电机建模 |
| 4.2 串联直流母线下电压矢量的分布规律 |
| 4.3 十二扇区可变中矢量调制方法 |
| 4.3.1 十二扇区选择 |
| 4.3.2 中矢量特性分析 |
| 4.3.3 可变中矢量调制方案 |
| 4.3.4 约束条件分析 |
| 4.3.5 中矢量切换位置分析 |
| 4.4 仿真实验分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 新型N*3 相永磁同步电机级联预测转速与转矩控制 |
| 5.1 N*3 相永磁同步电机的数学模型及系统结构 |
| 5.1.1 N*3 相永磁同步电机的特性分析 |
| 5.1.2 N*3 相永磁同步电机的数学模型 |
| 5.1.3 N*3 相永磁同步电机的系统结构 |
| 5.2 基于未知负载转矩扰动观测器的预测转矩控制 |
| 5.2.1 N*3 相永磁同步电机的预测转矩控制 |
| 5.2.2 带未知负载转矩扰动观测器的预测速度控制 |
| 5.3 仿真实验与分析 |
| 5.4 实验与分析 |
| 5.5 结论 |
| 总结 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读学位期间的主要成果 |
| 致谢 |
（6）船舶六相永磁同步电机电流环控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 课题发展及研究现状 |
| 1.2.1 多相电机及其驱动控制技术的发展及研究现状 |
| 1.2.2 电流环动态性能改进策略发展及研究现状 |
| 1.2.3 六相电机谐波抑制策略发展及研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容及章节安排 |
| 2 六相永磁同步电机矢量控制理论研究 |
| 2.1 六相永磁同步电机自然坐标系下的数学模型 |
| 2.2 两种常用的坐标变换 |
| 2.2.1 双d-q坐标变换 |
| 2.2.2 矢量空间解耦坐标变换 |
| 2.2.3 两种坐标变换之间的关系 |
| 2.3 同步旋转坐标系下的数学模型 |
| 2.3.1 基于双d-q坐标变换的数学模型 |
| 2.3.2 基于矢量空间解耦坐标变换的数学模型 |
| 2.4 六相电压源逆变器PWM技术 |
| 2.4.1 六相电压源逆变器的电压矢量 |
| 2.4.2 四矢量SVPWM算法 |
| 2.4.3 基于双零序信号注入的PWM算法 |
| 2.5 六相永磁同步电机的矢量控制 |
| 2.5.1 基于双d-q坐标变换的矢量控制 |
| 2.5.2 基于矢量空间解耦坐标变换的矢量控制 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 六相永磁同步电机电流环动态性能改进策略 |
| 3.1 六相永磁同步电机解耦控制 |
| 3.1.1 d、q轴耦合分析 |
| 3.1.2 复矢量解耦控制 |
| 3.2 电流环延时与动态性能 |
| 3.2.1 电流采样方式与延时分析 |
| 3.2.2 电流采样方式的改进 |
| 3.2.3 双采样双更新策略 |
| 3.3 仿真结果分析 |
| 3.3.1 阶跃负载下的仿真试验 |
| 3.3.2 螺旋桨负载下的仿真试验 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 六相永磁同步电机谐波电流抑制策略 |
| 4.1 谐波电流分析 |
| 4.1.1 死区效应对谐波电流的影响 |
| 4.1.2 绕组不对称对谐波电流的影响 |
| 4.1.3 死区效应和绕组不对称共同作用下的谐波电流 |
| 4.2 谐波电流抑制策略 |
| 4.2.1 比例谐振控制原理 |
| 4.2.2 基于比例谐振的电流控制器 |
| 4.3 仿真结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 六相永磁同步电机变频驱动控制装置设计 |
| 5.1 变频驱动控制装置硬件设计 |
| 5.1.1 系统总体硬件结构设计 |
| 5.1.2 电源模块 |
| 5.1.3 主电路模块 |
| 5.1.4 控制电路模块 |
| 5.2 变频驱动控制装置软件设计 |
| 5.2.1 初始化程序设计 |
| 5.2.2 主循环程序设计 |
| 5.2.3 中断服务子程序设计 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
（7）五相永磁容错电机起动/发电系统控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 起动/发电系统的研究现状 |
| 1.3 多相永磁容错电机的研究现状 |
| 1.4 开绕组永磁电机的研究现状 |
| 1.5 论文主要研究内容和结构安排 |
| 1.5.1 论文主要研究内容 |
| 1.5.2 论文组织结构 |
| 第二章 五相永磁容错电机起动/发电系统的数学模型及控制方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 开绕组五相永磁容错电机起动/发电系统 |
| 2.2.1 容错齿设计 |
| 2.2.2 五相开绕组电机系统拓扑 |
| 2.3 五相永磁容错电机的数学模型 |
| 2.3.1 五相坐标变换 |
| 2.3.2 定子坐标系下电机数学模型 |
| 2.3.3 转子坐标系下电机数学模型 |
| 2.4 起动运行工作模式的系统控制方法 |
| 2.5 发电运行工作模式的系统控制方法 |
| 2.6 起动/发电系统的全域控制方法 |
| 2.7 起动/发电系统仿真验证 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 正常条件下的五相永磁容错电机起动/发电系统调制方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 空间电压矢量脉宽调制 |
| 3.2.1 双功率变换器拓扑下的空间电压矢量 |
| 3.2.2 五相永磁容错电机NFV-SVPWM控制系统构成 |
| 3.2.3 五相永磁容错电机NFV-SVPWM控制系统仿真验证 |
| 3.2.4 仿真结果 |
| 3.3 电流滞环跟踪调制 |
| 3.3.1 电流滞环跟踪矢量控制系统构成 |
| 3.3.2 电流滞环跟踪矢量控制仿真验证 |
| 3.3.3 仿真结果 |
| 3.4 变占空比滞环调制 |
| 3.4.1 变占空比滞环调制系统构成 |
| 3.4.2 变占空比滞环矢量控制系统仿真验证 |
| 3.4.3 仿真结果 |
| 3.5 实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 故障条件下五相永磁容错电机起动/发电系统容错控制方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 容错运行理论分析 |
| 4.3 定子铜耗最小时的容错控制策略 |
| 4.3.1 单相开路故障下的容错运行 |
| 4.3.2 相邻两相开路故障下的容错运行 |
| 4.3.3 非相邻两相开路故障下的容错运行 |
| 4.4 电流幅值相等时的容错控制策略 |
| 4.4.1 单相开路故障下的容错运行 |
| 4.4.2 邻相开路故障下的容错运行 |
| 4.4.3 非邻相开路故障下的容错运行 |
| 4.5 电流补偿方案统一化 |
| 4.5.1 单相开路容错运行电流统一表达形式 |
| 4.5.2 相邻两相开路容错运行电流统一表达形式 |
| 4.5.3 非相邻两相开路容错运行电流统一表达形式 |
| 4.5.4 电流统一化算法流程 |
| 4.5.5 统一的电流表达形式 |
| 4.6 实验验证 |
| 4.6.1 定子铜耗最小时容错控制策略的实验验证 |
| 4.6.2 电流幅值相等时容错控制策略的实验验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 系统软硬件设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 硬件系统结构设计 |
| 5.2.1 功率电路设计 |
| 5.2.2 控制电路设计 |
| 5.2.3 硬件系统制板与安装 |
| 5.3 算法软件系统设计 |
| 5.3.1 算法软件系统流程 |
| 5.3.2 ADC中断程序流程 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 课题展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（8）双三相永磁同步电机驱动系统故障诊断及容错控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| §1.1 课题研究背景及意义 |
| §1.2 多相电机驱动系统基础控制研究现状 |
| §1.2.1 多相电机驱动系统逆变器拓扑方案 |
| §1.2.2 多相电机脉宽调制技术 |
| §1.2.3 多相电机控制策略 |
| §1.3 多相电机驱动系统故障诊断及容错控制研究现状 |
| §1.3.1 多相电机驱动系统故障类型 |
| §1.3.2 多相电机驱动系统故障诊断 |
| §1.3.3 多相电机驱动系统故障容错控制 |
| §1.4 双三相永磁同步电机驱动系统特点及研究意义 |
| §1.5 本课题研究主要内容和论文结构 |
| §1.5.1 课题研究主要内容 |
| §1.5.2 论文结构 |
| 第2章 双三相永磁同步电机数学模型 |
| §2.1 引言 |
| §2.2 六相静止坐标系中的数学模型 |
| §2.3 矢量空间解耦变换 |
| §2.4 旋转坐标系中的数学模型 |
| §2.5 本章小结 |
| 第3章 双三相永磁同步电机驱动系统的基础控制 |
| §3.1 引言 |
| §3.2.双三相永磁同步电机SVM调制策略 |
| §3.2.1 两电平逆变器VSD-SVM调制策略 |
| §3.2.2 三电平逆变器VSD-SVM调制策略 |
| §3.2.3 双SVM调制策略 |
| §3.3 双三相永磁同步电机矢量控制 |
| §3.3.1 标准矢量控制 |
| §3.3.2 无差拍矢量控制 |
| §3.3.3 混合矢量控制 |
| §3.4 双三相永磁同步电机直接转矩控制 |
| §3.4.1 基于查表法的直接转矩控制 |
| §3.4.2 基于SVM的直接转矩控制 |
| §3.4.3 混合直接转矩控制 |
| §3.5 实验验证 |
| §3.6 本章小结 |
| 第4章 两电平逆变器馈电双三相永磁同步电机驱动系统的故障诊断及容错控制 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 故障运行状态分析 |
| §4.2.1 速度传感器故障分析 |
| §4.2.2 直流母线电压传感器故障分析 |
| §4.2.3 电流传感器故障分析 |
| §4.2.4 缺相故障分析 |
| §4.2.5 开关管开路故障分析 |
| §4.3 多类故障综合诊断 |
| §4.3.1 综合诊断流程 |
| §4.3.2 速度传感器故障诊断 |
| §4.3.3 直流母线电压传感器故障诊断 |
| §4.3.4 其他故障同步诊断 |
| §4.4 故障容错控制 |
| §4.4.1 速度传感器故障容错控制 |
| §4.4.2 直流母线电压传感器故障容错控制 |
| §4.4.3 电流传感器故障容错控制 |
| §4.4.4 基于直接转矩控制的缺相故障容错控制 |
| §4.4.5 两电平逆变器开关管故障容错控制 |
| §4.5 实验验证 |
| §4.6 本章小结 |
| 第5章 T型三电平逆变器馈电双三相永磁同步电机驱动系统的故障诊断及容错控制 |
| §5.1 引言 |
| §5.2 故障运行状态分析 |
| §5.3 多类故障综合诊断 |
| §5.3.1 综合诊断流程 |
| §5.3.2 故障相及故障类别识别 |
| §5.3.3 具体故障锁定 |
| §5.4 基于脉宽调制的故障容错控制策略 |
| §5.4.1 T型三电平逆变器开关管开路故障容错控制 |
| §5.4.2 T型三电平逆变器开关管短路故障容错控制 |
| §5.4.3 基于矢量控制的缺相故障容错控制 |
| §5.5 基于最优矢量选择的故障容错控制策略 |
| §5.5.1 开关管开路故障容错控制 |
| §5.5.2 开关管短路故障容错控制 |
| §5.6 实验验证 |
| §5.7 本章小结 |
| 第6章 双三相永磁同步电机驱动系统的免诊断自容错控制 |
| §6.1 引言 |
| §6.2 双三相永磁同步电机驱动系统自容错机理分析 |
| §6.3 免诊断自容错控制 |
| §6.3.1 谐波平面电流参考值优化 |
| §6.3.2 故障自动容错迭代过程 |
| §6.3.3 不同故障下的理想电流轨迹 |
| §6.4 实验验证 |
| §6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| §7.1 全文总结 |
| §7.2 课题展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 实验装置介绍 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 |
| 致谢 |
（9）六相永磁同步电机自抗扰控制及容错技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 多相电机研究现状 |
| 1.3 六相电机研究中的关键技术分析 |
| 1.3.1 六相电机的矢量控制策略 |
| 1.3.2 六相电机的直接转矩控制策略 |
| 1.3.3 六相电机的容错控制策略 |
| 1.3.4 抗扰动控制算法 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 六相永磁同步电机的数学模型及其空间矢量调制技术 |
| 2.1 六相永磁电机的数学模型 |
| 2.1.1 双Y移30°六相PMSM绕组结构 |
| 2.1.2 自然坐标系下的数学模型 |
| 2.1.3 六相电机的坐标变换矩阵 |
| 2.1.4 六相电机空间解耦下的数学模型 |
| 2.2 六相电机空间矢量调制技术 |
| 2.2.1 六相电压源逆变器的电压矢量 |
| 2.2.2 两矢量SVPWM调制算法 |
| 2.2.3 四矢量SVPWM调制算法 |
| 2.3 仿真分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 六相电机自抗扰控制器的设计与仿真 |
| 3.1 自抗扰控制技术 |
| 3.1.1 非线性自抗扰控制器 |
| 3.1.2 线性自抗扰控制器 |
| 3.2 速度环线性自抗扰控制器的设计 |
| 3.3 仿真结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 六相电机容错控制方法的研究 |
| 4.1 六相电机缺相故障时的磁势分析 |
| 4.2 基于总磁动势不变原则的容错控制 |
| 4.2.1 定子铜耗最小策略 |
| 4.2.2 输出转矩最大策略 |
| 4.3 六相电机正常运行与容错运行间的切换 |
| 4.4 系统的仿真结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 六相永磁同步电机控制系统的设计与实验 |
| 5.1 控制系统总体结构 |
| 5.2 控制系统硬件设计 |
| 5.2.1 控制电路设计 |
| 5.2.2 驱动电路设计 |
| 5.2.3 检测电路设计 |
| 5.2.4 通信电路设计 |
| 5.3 软件设计 |
| 5.3.1 主程序的设计 |
| 5.3.2 子程序设计 |
| 5.4 实验平台搭建及结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得成果 |
| 致谢 |
（10）五相开绕组电机驱动系统及容错控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| §1.1.课题研究背景及意义 |
| §1.2.多电平多相电机驱动系统概述 |
| §1.2.1.单逆变器多电平拓扑 |
| §1.2.2.开绕组双逆变器拓扑 |
| §1.3.五相开绕组驱动系统国内外研究现状 |
| §1.3.1.五相开绕组驱动系统控制与调制策略 |
| §1.3.2.五相开绕组驱动系统容错控制策略 |
| §1.4.本课题研究主要内容和论文结构 |
| §1.4.1.课题研究主要内容 |
| §1.4.2.论文结构 |
| 第2章 五相开绕组电机驱动系统数学模型与控制策略 |
| §2.1.引言 |
| §2.2.五相开绕组容错型电机结构 |
| §2.3.隔离直流母线型五相开绕组容错型电机数学模型 |
| §2.3.1.静止坐标系下数学模型 |
| §2.3.2.旋转坐标系下数学模型 |
| §2.4.共直流母线型五相开绕组容错型电机数学模型 |
| §2.5.五相开绕组电机控制策略 |
| §2.6.仿真结果 |
| §2.7.本章小结 |
| 第3章 共直流母线型五相开绕组电机零序电流抑制策略研究 |
| §3.1.引言 |
| §3.2.基于零共模电压矢量的零序电流抑制方法 |
| §3.3.基于不等零矢量分配的零序电流抑制方法 |
| §3.4.零序电流控制器设计与分析 |
| §3.5.零序电流抑制策略调制范围分析 |
| §3.6.仿真及实验验证 |
| §3.6.1.仿真结果 |
| §3.6.2.实验结果 |
| §3.7.本章小结 |
| 第4章 五相开绕组电机逆变器功率器件故障诊断 |
| §4.1.引言 |
| §4.2.五相开绕组电机功率器件开路故障分析 |
| §4.3.五相开绕组电机功率器件开路故障诊断方法 |
| §4.3.1.故障相定位方法 |
| §4.3.2.故障开关管定位方法 |
| §4.4.仿真及实验验证 |
| §4.4.1.仿真结果 |
| §4.4.2.实验结果 |
| §4.5.本章小结 |
| 第5章 五相开绕组电机匝间短路故障诊断与容错控制 |
| §5.1.引言 |
| §5.2.定子绕组匝间短路故障下的数学模型 |
| §5.3.基于转矩差二倍频脉动分量的故障诊断方法 |
| §5.4.匝间短路故障后的容错控制策略 |
| §5.5.仿真及实验验证 |
| §5.5.1.仿真结果 |
| §5.5.2.实验结果 |
| §5.6.本章小结 |
| 第6章 基于主动断相的五相开绕组电机容错控制 |
| §6.1.引言 |
| §6.2.基于主动断相的容错控制策略 |
| §6.2.1.单相开路容错控制策略 |
| §6.2.2.绕组匝间短路故障容错控制策略 |
| §6.3.仿真及实验验证 |
| §6.3.1.仿真结果 |
| §6.3.2.实验结果 |
| §6.4.本章小结 |
| 第7章 五相开绕组电机驱动系统实验平台 |
| §7.1.引言 |
| §7.2.五相开绕组硬件实验平台 |
| §7.2.1.核心控制板电路 |
| §7.2.2.主电路功率器件 |
| §7.2.3.驱动电路 |
| §7.2.4.采样电路 |
| §7.2.5.位置信号处理电路 |
| §7.3.实验平台软件设计 |
| §7.4.本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| §8.1.全文总结 |
| §8.2.课题展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 |
| 致谢 |
四、基于DSP的多相永磁同步电机矢量控制系统（论文参考文献）
- [1]大功率双三相永磁同步电机驱动系统研究[D]. 陈程. 安徽理工大学, 2021(02)
- [2]电动汽车六相永磁同步电机矢量控制及其容错技术研究[D]. 马科. 太原科技大学, 2021(01)
- [3]全电飞机用十五相永磁同步电机驱动控制系统的研究[D]. 匡志. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [4]磁通切换永磁电机模型预测控制研究[D]. 黄文涛. 东南大学, 2020(01)
- [5]大型直驱永磁风电系统功率变换控制优化关键技术研究[D]. 吕铭晟. 湖南大学, 2020
- [6]船舶六相永磁同步电机电流环控制策略研究[D]. 包芳泉. 大连海事大学, 2020(01)
- [7]五相永磁容错电机起动/发电系统控制策略研究[D]. 陆超. 东南大学, 2020(01)
- [8]双三相永磁同步电机驱动系统故障诊断及容错控制研究[D]. 王学庆. 东南大学, 2020(01)
- [9]六相永磁同步电机自抗扰控制及容错技术的研究[D]. 陈卓. 哈尔滨理工大学, 2020(02)
- [10]五相开绕组电机驱动系统及容错控制研究[D]. 崔荣华. 东南大学, 2020(01)