论文部分内容阅读
随着电子电工技术和稀土永磁体的进步与发展,无刷直流电机以电子换向代替机械换向,具有结构简单,功率密度大,启动和调速性能良好等优点,因而在工业自动化、家用办公、医疗器械等领域得到了广泛的应用。由于电机本体结构及控制方法等原因,无刷直流电机转矩难准确控制,且易产生转矩脉动,对电机控制性能影响较大,一定程度上限制其应用和推广。 本文首先总结了无刷直流电机的发展和应用,分析了国内外专家学者在无刷直流电机转矩估计、转矩脉动抑制方面的研究现状;根据电机运行原理,对实验电机进行了参数辨识;结合设计的控制策略,建立了无刷直流电机控制系统仿真模型。 然后,针对当前无刷直流电机转矩获取方法,存在实施困难或估计不精确的难题,开展基于非线性偏最小二乘回归方法的电机输出转矩的估计研究。该方法仅需要线电流和电机转速即可估计出无刷直流电机输出转矩,具有所需电机状态少、易测量的优点。为了检验转矩估计精度,分别进行了数值仿真和实验验证。 最后,通过分析无刷直流电机转矩脉动产生的原因,发现电机运行稳定时产生的转矩脉动具有明显的周期性。为此,设计了电机运行状态判定模块,建立迭代学习控制加入无刷直流电机控制系统的条件;利用迭代学习的记忆功能,对输出转矩与目标转矩的偏差重复学习,实现对电流控制环的信号补偿,进而减小无刷直流电机稳定运行时的转矩周期性脉动;基于本文建立的无刷直流电机控制系统仿真模型,以及提出的转矩估计方法,通过数值仿真方法验证了基于迭代学习控制对转矩脉动抑制的有效性。