基于svpwm变频调速的双电机控制算法应用.docx

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1、基于svpwm变频调速的双电机控制算法应用网络转载导语：随着工业技术的开展，在航空、军事、机械制造领域等需要多个电机同时驱动一个或者多个工作部件进展协调控制的场合越来越多。1.引言随着工业技术的开展，在航空、军事、机械制造领域等需要多个同时驱动一个或者多个工作部件进展协调控制的场合越来越多。传统的控制系统多采用单一电机实现单轴控制，电机的输出转矩有一定的限制，当传动系统需要较大的驱动功率时，必须特制功率与之相匹配的驱动电机和驱动器，使得系统的本钱上升，而且过大的输出功率的电机受到制造工艺和电机性能的影响，大功率的驱动器的研制也会受到半导体功率器件的限制1.电机在实时跟伴随一目的转速的同时。还需

2、要保持两电机问的转速同步，否那么便会导致后面的机械传动精度下降。针对以上问题解决方法是采用多个电机对其进展控制，但是多电机之间同步的好坏直接影响到消费效率和产品质量，因此多电机同步控制的研究具有非常重要的现实意义2.本文建立了基于svpwm变频调速的双电机偏向耦合控制算法的仿真模型，并用Matlab7.1仿真软件进展了仿真，对仿真结果做了分析和比拟。2.空间矢量脉宽调制采用脉宽调制(PWM)技术是变频器抑制谐波的主要措施。正弦波PWM(SPWM)技术首先被采用并一直沿用至今，经过不断完善，效果显着。然而它仍有缺乏之处，例如直流电压利用率不高、低速时存在转矩脉动、载波频率过高带来大的开关损耗等3

3、.由德国学者VanDer-BroeckHW提出的空间矢量脉宽调制从根本上解决了沟通电动机转矩的高性能控制问题4.它的根本思想是在三相沟通电机上模拟直流电机转矩控制的规律，在磁场定向坐标上将定子电流矢量分解成产生磁通的励磁电流分量IM和产生转矩的转矩电流分量IT,并使两分量相互垂直，彼此独立，分别进展调节，实现转矩控制5.SVPWM把逆变器和沟通电动机视为一体，着眼于怎样使电机获得圆形旋转磁场，以减少电机转矩脉动。详细地讲，它以三相对称正弦电压供电时沟通电机定子的理想磁链圆为基准，当电机通以三相对称正弦电压时，沟通电机内产生圆形磁链，SVPWM以此圆形磁链为基准，通过逆变器功率器件的不同开关形式

4、产生有效电压矢量来逼近基准圆，即用多边形来逼近圆形，并由它们比拟的结果断定逆变器开关状态，形成PWM波6.3.基于matlab的双电机同步控制模型3.1双电机同步控制策略目前存在的同步控制技术包括并行控制，主从控制，穿插耦合控制，偏向耦合控制。并行控制和主从控制属于非穿插耦合同步控制，当负载发生变化时，电机之间的同步精度不可以得到保证。穿插耦合控制最主要的特点就是将两台电机的速度或是位置信号进展比拟，进而得到一个差值作为附加的反镄信号。将这个附加的反应信号作为跟踪信号，系统可以反映出任何一台电机的负载变化，进而获得良好的同步控制精度。但是这种控制策略不合适两个以上电动机的同步控制情形。偏向耦合

5、控制的主要思想是将某一台电机的速度反应同其它电机的速度反应分别作差，然后将得到的偏向相加作为该电机的速度补偿信号。这种偏向椭合控制策略可以克制以上各种控制策略的缺点，实现很好的同步性能7.3.2偏向耦合PID控制系统PlD控制有很强的生命力，它对于大多数经过都具有良好的控制效果和鲁棒性，而且算法原理简明，参数物理意义明确，理论分析体系完好且应用经历丰富。因此针对系统中的抑制干扰特性这一方面的要求可以采用PID控制器。对单电机的控制采用双闭环设计，通过svpwm进展调速，使系统具有良好的稳定性，svpwm调速模块仿真图如图1所示。然后将两台电机反应回来的转速差作差，再通过PID调节作为当负载有变

6、化时的转速反应额外补偿。系统仿真模型如图2所示。4.系统仿真结果分析系统中电机选用沟通永磁同步电机(PMSM)，通过simulink对本文中的模型进展仿真实验。在系统matlab7.1中，使用的电机模型的主要参数为：定子电阻Rs=0.0918，交直轴定子电感Ld=Lq=0.000975H,转子磁场磁通=0.1688Wb,转动惯量J=0.003945kg，粘滞摩擦系数B=0.0004924Nms,极对数P=4.将电机转速设定为400r/min,让电机进展零负载启动。设定仿真时间为0.2s,为了验证负载改变对系统产生的影响和双电机的跟随性能，在t=0.05s时，给PMSM2突加一个TM=20Nm的

7、负载转矩。仿真图形如图3所示。由图3可以看出电机在启动后很快到达稳定状态，转子的转速稳定到400r/min.当电机PMSM2突加负载转矩后，PMSM2转速经过短暂的下降后快速到达稳定，转矩恒定在20Nm.PMSM1转速受到PMSM2负载改变的影响，出现微小的下降，然后快速恢复稳定，转矩也出现微小的波动后迅速恢复稳定。讲明基于svpwm调速的PID双闭环控制系统有较强的鲁棒性，双电机间偏向耦合补偿策略当某一电机负载改变时，另一个电机有良好的跟随性能。5.完毕语系统在采用偏向耦合控制策略的根底上参加PID控制补偿器，使系统可以很好的实现同步控制。每台电机都采用专门的控制器和速度补偿模块，通过svpwm方式对电机进展调速，并采用电流环与速度环的双闭环控制，即每台电机及其控制器组成一个闭环系统，各子系统之间通过速度补偿模块进展耦合，形成完好的控制系统，增强了系统的抗干扰性。仿真结果说明，基于svpwm的PID双闭环系统具有超调量小、响应迅速、鲁棒性强等特点，而参加偏向耦合控制策略的双电机控制系统具有良好的同步性。