新磁步电机转矩逻辑原理研究报告石油化工_高等教育-工学.pdf

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1、新磁步电机转矩逻辑原理 自适应模糊逻辑原理系统控制方案自适应模糊永磁同步电机直接转矩控制在常规永磁同步电机直接转矩控制系统基础上，增加了自适应模糊逻辑控制器。根据转矩的偏差和转矩偏差变化率模糊调节所选择的电压矢量和反电压矢量作用时间。自适应模糊控制器输出为占空比。自适应模糊控制器在基本的模糊控制器基础上增加调整控制机构，分为面向对象的控制级和面向控制器的规则调整级。面向对象的控制级是基本模糊控制器。面向控制器的规则调整级是自适应调整机构，用来调整量化因子ke、kc 和比例因子 ku.如果同时调整三个参数会使控制算法过于复杂，因为这三者是互相牵制的本文采用在线调整比例因子，离线调整量化因子。自适

2、应模糊控制器以转矩误差 Te、转矩误差变化率 Te 作为输入，占空比 作为输出变量。模糊控制规则如所示。对应于转矩误差非常大有七条规则，总的规则数为49.输入变量和输出变量的隶属度函数选对称、均匀分布、全交迭的三角形隶属度函数，分别如示。模糊控制器的控制规则可由 Te、Te 和 u 描述，第 i 条规则可写成 Ri：IfTeisAiandTeisBithenuisUi（7）这里 Ai，Bi，Ui 分别属于 Te，Te 和 u 模糊子集。当模糊控制器的比例因子固定时，不能适应永磁同步电机直接转矩控制系统的变参数、非线性特性，故加模糊自适应机构。增益调整因子 在线调整比例因子。增益调整因子+g_f

3、+Tg_Tf 开关选择逻辑比较电路逆变器 IPM磁链转矩估计自适应模糊逻辑 IPMSMDTC 系统框图模糊逻辑自适应机构 KuS周期计数 器NBNMNSZEPSPMPB-0.100.1Te和Te的 隶 属 度 函 数 分 布ZEVSSSBMBBVB00.250.5的隶属度函数分布采用三角形隶属度函数，在区间上均匀分布，加入自校正因子 来在线调整比例因子，使普通模糊控制器的增益 Ku=Ku，即相当于实时调整模糊控制器的增益，增益调整因子 与转矩偏差 e、转矩偏差变化率 Te 的关系可以表示为：（k）=f（Te（k），Te（k）（8）f 是 Te（k），Te（k）的非线性函数，的大小取决于受控对象

4、的瞬时状态。自适应机构的控制规则可由 Te、Te 和 描述，第 i 个规则 Ri 可以表示为：IFTe=TEANDTe=TETHEN=（9）其中，E，E，分别属于各自的模糊子集。所示的自适应模糊控制器的调整方法如下：首先去掉调整机构使=1的情况下，调整模糊控制器的量化因子和比例因子，使速度响应达到较好的控制效果。选择 Ke 使偏差 TeN映射到 区间上，Ku，Kc 的调整是使速度的瞬态响应尽可能好，这样就为下一步校正工作作好了准备。在这一步骤中，不为1，而由 的控制规则表根据瞬时 Te 和 Te 得到修正。比例因子近似取步骤1中的2倍，以保持一致的上升速度，量化因子的调整同上一步骤。模糊规则模

5、糊推理采用Mamdani推理法，解模糊采用加权平均法。永磁同步电机速度估计当电机稳态运行时，永磁同步电机定子旋转速度与转子 旋 转 速 度 相 等，即s=r。在 转 子 坐 标 系 中 有：（arctan）qsrddt=2qdqdqdtddtd+（10）dtd=sdRiu（11）qddt=qsuiR（12）在假定定、转子磁链矢量旋转速度一致的前提下，电机转子速度估算值为：2qsdsqrdquiRuiR 实验研究为了验证本文所提出方案的正确性，对所示的自适应模糊逻辑永磁同步电机直接转矩控制系统进行了大量的仿真实验研究。仿真实验所用的永磁同步电机参数如。结论本文提出一种新的无速度传感器自适应模糊逻

6、辑永磁同步电机直接转矩控制方法。这种方案可以有效地减少转矩脉动并保持恒定的开关频率，特别是在低速的时候，同时建立了内埋式永磁同步电机转速辨识模型。自适应模糊控制器可以根据转矩的变化趋势通过模糊自适应规则库在线调整占空比，从而得到每一采样周期的最优占空比。这种方法可以有效地控制输出转矩和限制开关频率的变化。这种新的自适应模糊逻辑永磁同步电机直接转矩控制策略介绍了一种两状态（传统方法选择的有效矢量和反电压矢量）调节方法。步电机直接转矩控制系统基础上增加了自适应模糊逻辑控制器根据转矩的偏差和转矩偏差变化率模糊调节所选择的电压矢量和反电压矢量作用时间自适应模糊控制器输出为占空比自适应模糊控制器在基本的模糊控制器基础上增加调规则调整级是自适应调整机构用来调整量化因子和比例因子如果同时调整三个参数会使控制算法过于复杂因为这三者是互相牵制的本文采用在线调整比例因子离线调整量化因子自适应模糊控制器以转矩误差转矩误差变化率作为输入隶属度函数选对称均匀分布全交迭的三形隶属度函数分别如示模糊控制器的控制规则可由和描述第条规则可写成这里分别属于和模糊子集当模糊控制器的比例因子固定时不能适应永磁同步电机直接转矩控制系统的变参数非线性特性