| 题名 | 基于城轨牵引系统的永磁同步电机模型预测控制 |
| 作者 | 何婷 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 导师 | 包广清 |
| 关键词 | 永磁同步电机 有限集模型预测 占空比 最大转矩电流比控制 弱磁控制 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 随着中国人口城镇化率逐年增长,城市交通形势日趋严峻。由于城轨交通具有舒适度高、运行平稳、调速范围宽及牵引/制动工况转换频率高等优点,成为破解城市诟病的良药。而城轨牵引传动控制系统是城市轨道运输设备中的重要配置。永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有体积小、功率因数高、效率高及可靠性高等优点已经逐步应用于城轨牵引控制系统。为促进城轨车辆用永磁同步电机牵引系统的理论研究与应用,本文通过分析国内外研究现状,以城轨交通牵引系统为背景,对内置式永磁同步电机牵引系统进行研究分析。针对直接转矩控制转矩脉动大及鲁棒性差的缺点,提出基于最大转矩电流比的模型预测直接转矩控制策略。主要包括以下几方面的研究内容:(1)传统有限集模型预测控制的成本函数控制目标单一,不能有效利用模型预测控制滚动优化的优点,并且存在开关频率不稳定、动态响应差的缺点,因此本文构造在电流约束条件下可实现转矩误差最小、以最大转矩电流比控制为目标的成本函数,并且利用李雅普诺夫函数计算出有限集合中每个空间电压矢量的占空比对算法进行进一步优化。(2)根据定子电流矢量在不同运行区域的工作特性,将有限集模型预测控制算法应用到弱磁控制中,通过在成本函数中引入逆变器电压约束条件和最大转矩电压比控制的惩罚函数来实现弱磁控制,以实现城轨牵引系统在永磁同步电机额定转速以上平稳运行。(3)在Matlab/Simulink环境下搭建直接转矩控制、传统有限集模型预测控制和改进有限集模型预测控制算法的仿真模型,通过模拟城轨牵引系统负载变化工况和加速/减速工况来对比分析三种控制算法的稳态、动态特性,并且分析了不同参数(例如定子电阻、磁链、dq轴电感)对三种控制策略的影响。仿真分析表明改进有限集模型预测控制的加减速时间长,但是具有转矩脉动小、动态响应快并且鲁棒性强的优点。最后搭建基于有限集模型预测的永磁同步电机弱磁控制模型,并且分析该算法的有效性和可行性。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 77 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/93769]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 何婷. 基于城轨牵引系统的永磁同步电机模型预测控制[D]. 2018. |
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