一、交流感应电机的SVPWM控制技术（论文文献综述）
李金宏[1]（2021）在《复合式绕组五相感应电机结构设计与控制技术研究》文中指出多相电机因其具有低供电电压、转矩脉动小、系统可靠性高等优点,在低电压供电场合和高可靠性场合应用较广泛,尤其在舰船电力推进、城市轨道交通、航空航天及武器装备等领域优势更加突出。本文以15k W三相感应电机为参考,设计开发了两种绕组结构的五相感应电机,并对其设计实现方法、两种绕组五相感应电机的特性、绕组谐波磁动势的分布特点、数学模型的建立、动态调制与随机零矢量结合的SVPWM算法的实现方法、构建五相电压源逆变器控制系统、断相故障特性等进行了深入的理论研究和仿真试验分析。在分析现有五相电机绕组结构特点的基础上,以现有三相电机的设计制造经验和电机设计手册为依据,同时为有效降低样机研制成本,采用具有标准三圆尺寸的冲片及通风结构,通过设计槽配合、定转子槽形、定子绕组和线规组合,设计完成了星形绕组结构五相感应电机;在此基础上提出了一种复合式绕组结构五相感应电机,并对两种绕组结构五相感应电机的结构参数进行了对比分析。建立了两种绕组结构五相感应电机的有限元仿真分析模型,对其磁场特性、启动特性、断相运行特性等进行了研究,表明所设计的复合式绕组五相感应电机具有较好的工程应用价值。基于绕组函数理论和傅里叶级数展开法,在分析星形绕组五相感应电机时空谐波磁动势的基础上,对复合式绕组结构五相感应电机的谐波磁动势进行了分析研究,得出了其基波电流产生的谐波磁动势最低次数为19次,与星形绕组结构的五相感应电机谐波磁动势最低次数9次相比,显着降低了谐波磁动势对电机性能的影响,随后给出了相应的时空谐波磁动势表,进行了复合式绕组结构五相感应电机、星型绕组结构五相感应电机和同容量三相感应电机谐波磁动势对比分析。在此基础上建立了自然坐标系下五相感应电机的数学模型,采用空间解耦变换理论,给出了五相感应电机空间解耦模型,为后续研究五相感应电机的控制提供了基础。对电压源逆变器的SVPWM算法在五相感应电机中的应用进行了深入研究。通过分析相邻四矢量SVPWM算法可知其虽然能够较好的抑制低次谐波,但直流母线利用率较低,效率下降明显。由此本文提出了动态调制和随机零矢量相结合的SVPWM算法,通过动态调制提高直流母线电压利用率,通过随机零矢量调整零矢量的作用时间,离散化谐波的分布范围,从而降低谐波成分,通过仿真和试验验证了算法的可行性。为了对所设计的两种绕组结构的五相感应电机进行测试,从普适化应用的角度出发,开发了基于STM32主控芯片为控制器+信号转换电路+逆变器相结合的五相感应电机驱动系统,设计了相关的硬件和控制软件。最后基于所构建的五相感应电机驱动系统对所设计的两种绕组结构的五相感应电机进行了一些基本的测试和算法的验证,测试结果表明了复合式绕组结构五相感应电机结构设计的可行性和提出算法的可行性,同时分析表明复合式绕组五相感应电机具有更好的低压运行性能和可靠性。
匡志[2]（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》文中进行了进一步梳理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。
朱强[3]（2020）在《双三相永磁同步电机控制系统的研究》文中认为由于传统三相电机驱动系统的局限性,无法满足于功率水平高,调速性能好和可靠性要求较高的实际场合,而在低压、大功率和高可靠性上多相电动机驱动系统比三相电机驱动系统更具有优势,所以在这些场合中被广泛使用。本文以定子绕组相差30°的双三相永磁同步电机（以后称其为双三相PMSM）为研究对象,对其数学建模与谐波分析以及控制策略进行深入研究。本文首先介绍了自然坐标系下双三相PMSM的数学模型,并分别通过双d-q变换和空间电压矢量解耦变换两种思想建立旋转坐标系下的数学模型。然后就空间矢量解耦变换的思想,对双三相永磁同步电动机的矢量控制策略展开详细研究,其中包括传统的两矢量SVPWM算法和四矢量SVPWM算法。相比传统两矢量SVPWM算法,四矢量SVPWM算法对zz-21子平面上谐波电流进行了闭环控制,使定子上的谐波电流得到有效抑制,降低系统损耗。其次,为了改善系统的动、静态性能以及针对双三相PMSM运行时,在zz-21子平面谐波电流较大的问题,引入模糊PI控制器和比例谐振控制器（PR控制器）。通过模糊控制理论来优化转速环,将PI控制技术与模糊理论相结合,设计出参数自整定的模糊PI控制器来代替转速环中的PI调节器,从而改善系统的动、静态性能。利用PR控制器能够对变量中的交流信号进行零静差跟踪的特性,将它应用于对zz-21子平面5次和7次谐波的抑制上,以降低双三相PMSM的系统损耗。最后,针对四矢量SVPWM控制策略的固有缺点:得到的PWM波形不对称、计算量大以及开关次数多。采用了一种简单有效的控制策略,即注入双零序电压的载波脉宽调制策略,之后我们称其为双零序注入PWM控制策略。该策略完美的解决了四矢量SVPWM策略中的问题,并且达到和四矢量算法同样的控制效果,更适合工程的实际应用。
秦凯焌[4]（2020）在《电磁搅拌逆变电源的电流输出平衡的研究与应用》文中提出在特种钢材的冶炼行业,电磁搅拌技术是提高铸材品质的关键技术。逆变控制技术作为控制电磁搅拌器的关键设备已成为国内外专家学者研究的热点问题。本文将对电磁搅拌控制系统的逆变电源电流输出平衡深入研究。1、对电磁搅拌控制系统的研究现状进行了文献综述,着重介绍了电磁搅拌器的基本原理及等效电路。本文从逆变器电源的原理及数学模型出发,分析了电磁搅拌器的工作原理并推导其等效电路。对两相正交逆变器和三相整流电路数学模型和拓扑结构及逆变电源的数学模型进行推导。其中主要包含低频和高频两种不同数学模型进行分析。2、针对板坯电磁搅拌器在磁场的运动方向上的端部效应,电压加载后,各相负荷的不平衡状态,存在各相电流不均衡问题。提出一种基于有限迭代集合的电流闭环控制方法,该方法消除了传统电流闭环中电流误差跟踪的PR整定环节。通过将反馈电流离散化,将初始电流误差离散出有限个电流误差值的集合;通过代价函数的筛选在有限个电流误差的集合中寻出最佳补偿误差值。搭建了基于SVPWM控制方法的整流控制器系统仿真平台,验证了所提方法的准确性。3、采用DSP芯片TMS320F2812作为主控制器,并结合项目所设计的一种两相正交逆变器进行实验验证,并通过实验结果分析所提的理论。通过对全文做出总结,本文所提理论为两相正交逆变器的设计提供坚实基础。
贾一帆[5]（2020）在《车用双电源开绕组永磁同步电机驱动系统的控制方法研究》文中指出1821年,电动机被法拉第发明,比内燃机的发明早了近半个世纪。电动机以高品质的能源形式——电能为能量来源,基于机电能量转化原理,可实现电能与机械能的直接可逆转换,在结构复杂度、稳定性、工作范围、效率、响应速度、振动噪声、维护成本等方面全面领先于内燃机。然而直到今天,在公路车辆的动力源方面,电动机仍无法撼动内燃机的地位;这主要是配套的能量储存装置在能量密度、制造成本、使用寿命、充电速度等方面存在明显短板,使得纯电动汽车在续驶里程、便利性、使用成本等方面无法与燃油车辆抗衡。为解决这一问题,搭载双能量源的电驱动车辆应运而生,在保留电机驱动的同时显着改善了纯电动汽车的“里程焦虑”等负面现象;而双逆变器开绕组电机作为一种新颖的驱动构型,特别适合应用于搭载双能量源的电驱动车辆,且相比传统单逆变器搭配DC/DC变换器的双能量源构型,具有更为精细的电流控制、更高的控制自由度与容错能力;可降低单个能量源的母线电压与功率等级并允许双能量源母线电压实时变化;能适应不同的双逆变器与双能量源类型,通过双逆变器协同控制经由电机绕组通路即实现双能量源的可控功率分配。基于上述优点,开绕组电机驱动系统在双能量源电驱动车辆上具有显着的构型优势与应用前景。但现有控制方法对双逆变器开关损耗关注度不足,无法实现功率分配范围最大化,也无法根据车辆运行工况对驱动系统效率以及功率分配范围进行动态协调。因此,为将开绕组电机驱动系统应用于双能量源电驱动车辆,需按照整车性能对驱动系统在动力性、经济性、动态响应以及功率分配能力等方面的需求进行有针对性的设计与优化,并解决双逆变器协同控制难度较大、逆变器损耗较高、功率分配范围受电机工作点制约、双能量源对功率输出环境的要求存在冲突等问题。为满足车用场合的驱动与能量管理需求,本文基于隔离直流母线供电的双两电平电压型逆变器的拓扑结构,采用内置式开绕组永磁同步驱动电机,以及基于转子磁场定向的矢量控制架构;以电磁转矩控制精度与响应速度、电机有效工作范围、驱动系统效率、双能量源功率分配范围为优化目标;采用自下而上的研究顺序,依次对开绕组永磁同步电机驱动系统的数学模型、电压矢量调制与双逆变器电压矢量分配、电磁转矩与定子电流矢量控制、双能量源的搭配方式与能量管理策略展开研究,提出了相应的控制方法与控制策略;并进行了电机驱动系统动态过程仿真、台架试验以及整车能量管理仿真验证。在研究过程中,形成了以下主要创新点:1、在充分分析双SVPWM控制架构各调制方式组合下电流纹波特性的基础上,制订了双逆变器调制方式组合与切换策略;在电压矢量调制层面充分发挥双逆变器的构型优势,通过对双逆变器零矢量作用位置与合成方式的规划,在获得较低电磁转矩与电流纹波的同时,减少了单位SVPWM控制周期的逆变器桥臂动作次数。2、提出了基于双逆变器电压矢量分配可行域的电压矢量分配策略。明确了双SVPWM架构下电压矢量分配可行域边界的计算方法及其与功率分配的关系,通过基本矢量、饱和矢量、基本方向矢量等特殊电压矢量组合,实现了对电压矢量分配可行域的完全利用,充分发掘了双逆变器功率分配的潜力,尽可能精确执行功率分配指令的同时降低了逆变器器件的开关频率与开关损耗。3、提出了基于最优化理论与斐波那契寻优的电磁转矩控制策略。由电压矢量最小幅值算法提供初始可行点,通过最优化算法分别得到令驱动系统效率最优的SEO算法、令双逆变器功率分配取得上下极限的P1MAX与P1MIN算法,并在三者间进行实时斐波那契寻优;严格控制的计算量使得该策略可以在电机驱动系统控制器中在线实施,在当前电机工作点与功率分配指令的约束下获得驱动系统效率的近似最优解,兼顾了功率分配范围与驱动系统效率方面的需求。4、制定了与开绕组电机驱动系统配套的双能量源搭配方式,提出了基于通用架构的双能量源功率分配策略;通过引入功率分配偏袒系数,可以定量调节功率分配对主副能量源理想输出功率的照顾程度;可应用于不同类型的双能量源组合,在维护主能量源良好功率输出环境并提高其能量转化效率的同时保持副能量源荷电状态的稳定,使电机驱动系统可以长时间稳定运行。研究结果表明,在电机驱动系统原有的矢量控制架构上,通过增加具有功率分配功能的电压矢量分配环节,并对双逆变器调制方式与电压矢量组合进行优化,便可在实现功率精确分配的同时将双逆变器器件开关损耗降到单逆变器的水平,并获得较低的电流与转矩纹波,充分发挥了双逆变器调制的多电平优势;通过对电磁转矩控制算法进行优化,便可在最大化电机有效工作范围的基础上平衡效率与功率分配范围,兼顾了车辆的经济性与能量管理能力。按一定原则搭配双能量源并进行针对性的能量管理,便可在协调主副能量源工作需求的同时维持较高的能量转化效率,使车辆具备长距离稳定行驶能力。
董健[6]（2020）在《叶片泵一体化智能驱动控制方法研究及其设备研究》文中指出叶片泵作为工业领域生产中主要耗能的设备,其耗电量约占全国总发电量的15%,由于泵应用中动力配套不合理等原因,导致其实际能效低。因此,采用变频驱动控制技术是目前降低水泵能耗的主要技术手段。然而,现有的变频驱动器由于集成了多种控制方式从而导致其成本昂贵、体积大,在操作和维护方面均存在诸多不足。基于此,本文以叶片泵、电机及其驱动控制设备作为研究对象,通过理论分析、模拟仿真以及验证试验等方法来探索出适用于叶片泵的变频驱动控制方法,提出了一种基于恒压频比控制的SVPWM控制算法,并结合泵应用实际,开发一款性价比高、高效节能的叶片泵驱动控制设备。本文的研究内容、结论和创新点如下:1、针对适用于叶片泵驱动控制方法的研究,通过仿真与试验相结合的方法,对恒压频比控制方法和矢量控制方法下叶片泵运行特性进行研究,并在两者控制的性能、精度和稳定性方面做出比较。控制性能方面,在同一工况下矢量控制的响应速度比恒压频比控制快,但恒压频比控制下定子电流变化曲线的正弦度和对称度明显优于矢量控制,同时矢量控制的响应电流尾端亦出现严重畸变;控制精度方面,在变频工况下恒压频比控制的扭矩精度比矢量控制高得多,并且瞬时转速的调速范围明显小于矢量控制;稳定性方面,恒压频比控制下的转速均方根值和超调量均小于矢量控制。2、针对现有通用驱动器恒压频比控制时输出电流波形的谐波成分大和转矩脉动大等问题,本文提出一种基于恒压频比控制的SVPWM控制算法,该算法首先通过判定目标电压所在扇区和作用矢量基电压,然后计算开关器件（IGBT）的作用时间和顺序,最后控制电路输出六道七段式PWM波形的占空比与周期来对逆变电路输出定子电压以此对电机和泵的驱动控制,改进后的算法有效降低了谐波比例和转矩脉动。3、针对通用驱动器存在的成本、维护和特定功能不够优化的问题,开发了一款成本低、体积小和高效节能的叶片泵一体化智能驱动控制设备样机。硬件设计方面,系统是由主电路、检测电路、驱动电路、控制电路和通讯电路等模块电路构成;软件设计方面,根据控制算法和各个模块电路的功能要求来进行编程。最后通过试验对样机进行验证。结果表明,对不同工况下流量-进口压力变化曲线和流量-出口压力变化曲线的分析来验证样机的可行性,其输出相电流中谐波分量小于0.5%,符合国家变频驱动控制设备的标准。
蒋建武[7]（2020）在《低速电动汽车永磁同步电机群智融合控制算法研究》文中进行了进一步梳理低速电动汽车以低能耗高环保特性突破了传统燃油汽车因生态能源问题导致的发展瓶颈,逐步成为了汽车工业的新发展方向。电动汽车以基于驱动电机的电池与电子控制系统取代了传统的机械化传动系统,由于行驶工况的复杂性和随机性使得电机驱动系统成为一个非线性、多参数、强耦合的时变控制系统,永磁同步电机以其在输出效率、功率密度以及系统可靠性等方面的卓越性能,成为了电动汽车的首选驱动电机。本文基于永磁同步电机矢量控制理论,将优化粒子群、人工免疫系统和人工智能鱼群等智能控制理论引入到电机转速估算、参数整定和电机本体参数辨识等关键技术研究,从而为解决平稳调速,比例积分参数整定,电机参数精度辨识等问题提供了有效方法。本文主要内容和创新点概括如下:（1）针对永磁同步电机扩展卡尔曼滤波转速估算的噪声矩阵确定问题,以平稳调速为目标引入了改进优化粒子群算法对扩展卡尔曼滤波算法噪声矩阵参数进行优化寻优,将噪声矩阵参数作为寻优粒子,以实际转速与估算转速绝对差值时间积分作为寻优的适应度函数,在寻优空间内让粒子向目标极值点迭代迁移,最终以最优寻优粒子位置确定扩展卡尔曼滤波估算模型的噪声矩阵,从而实现高精度速度估算,增强电机速度波形的抗扰性,实现平稳调速。（2）针对永磁同步电机电流与速度双闭环控制中比例积分控制器参数整定问题,提出了一种将人工免疫系统改进优化粒子群算法实现对比例积分控制器的参数进行优化整定融合控制算法。算法以双环控制中比例和积分参数作为寻优粒子,利用人工免疫系统增强粒子群优化算法的寻优多样性和粒子迁移性,有效改善寻优系统的早熟收敛问题,提高了粒子群寻优速度与精度。优化后的控制系统抑制转速波形脉动,减少转矩改变时的响应时间,显着提升永磁同步电机控制系统鲁棒性和稳定性。（3）针对强非线性的永磁同步电机控制系统的定子绕组、直轴与交轴电感、转子磁链等电机参数精准辨识问题,提出了一种利用混沌人工智能鱼群优化前馈人工神经网络电机本体参数辨识模型的初始权重与阈值的融合控制算法。优化后的电机参数网络辨识模型具备初值敏感性弱,参数设置鲁棒性好和复杂工况下系统稳定性好的特性。与其他智能算法对比相比,基于混沌鱼群的反向传播神经网络对永磁同步电机电机参数的辨识精度高且收敛速度快。（4）针对文中提出的永磁同步电机群智融合驱动控制算法进行了实践研究,根据层级分离构件化设计原则构建了电机驱动控制器的软硬件系统。通过对室内平台测试和室外实车路测结果的对比分析显示,本文提出的群智融合驱动控制算法以及电机控制器系统能满足低速电动汽车的实际应用的性能需求。在同等软硬件成本要求下,课题组所设计的永磁同步电机控制器系统在转速控制精度、转矩脉动抑制、车辆驾乘舒适度等性能上均有良好表现。本文对智群控制算法在永磁同步电机矢量控制上的应用做了理论探讨和实践研究,对提升低速电动汽车系统性能,实现低速电动汽车既快又好的发展具有一定的现实意义。
莫晓[8]（2020）在《双绕组永磁同步电机载波移相控制和无位置传感器控制研究》文中研究指明双绕组永磁同步电机（Dual-winding PMSM）除了拥有调速范围广,功率密度大,控制精度高等优点之外,还具有故障容错和冗余备份能力,在航空航天,医疗器械等要求高可靠性的场合得到广泛应用。本文针对三相双绕组永磁同步电机的控制策略展开了以下两个方面的研究:首先,研究了载波移相控制在双绕组PMSM的应用。基于双绕组PMSM的两个独立控制单元,分析了载波移相控制的原理及能够减小电容充放电电流的原因,对SVPWM控制方式下的最优载波移相角度做了详细的理论分析和仿真,并在基于dSPACE的实验平台上验证了载波移相控制在减小电容充放电电流和抑制直流母线电流波动方面的有效性。其次,研究了电感不对称对双绕组永磁同步电机无位置传感器控制策略的影响,并提出了误差角信号直接闭环的改进控制方法。本文针对单套绕组沿机械圆周呈180°连续布置的双绕组PMSM样机,建立了Maxwell有限元仿真模型,研究了其绕组电感特性。仿真结果表明,当单个子电机工作时,由于三相磁路不对称导致三相电感不对称,Ld和Lq不再为恒定值。在电感不对称的条件下理论推导了脉振高频电压注入法的数学模型,证明了三相电感不对称会影响位置估算的准确性。建立了仿真模型,对比分析了双子电机和单个子电机两种工作模式下的启动性能,并在基于dSPACE的实验平台上进一步做了验证。结果表明电感不对称时位置估算器不能解算出转子位置,因而常规的高频电压注入法不适用。为此,本文研究了一种误差角信号直接闭环的双闭环I-F控制方法,该方法不再采用位置估算器,因此对d-q轴电感波动不再敏感。通过仿真和实验证明了单个子电机工作时,双绕组PMSM在双闭环I-F控制下具有良好的动态性能并能在低速区稳定运行。
陈昀[9]（2020）在《基于半桥级联型多电平逆变电路的交流伺服电机驱动方法研究》文中研究说明在半桥级联型多电平逆变器的基础上对交流伺服电机驱动方法展开的深入研究,无论是对我国伺服驱动控制技术的发展、装备制造业的发展还是工业生产中所需的技术来说都具有重要的理论价值和重大的现实意义,其不仅为交流伺服系统的发展奠定了坚实的理论基础,而且拥有广阔的应用前景。而在一众交流伺服电机中,因永磁同步伺服电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）转子材料所具有的其他电机无法比拟的卓越特性,已成为交流伺服电机的第一选择。本文以TMS320F2812芯片为控制核心,分别采用了id=0的矢量控制算法、基于半桥级联型三电平逆变电路的控制算法以及基于反正切函数的传统滑模观测器控制算法,设计了PMSM的伺服控制系统,搭建硬件实验系统,结合所提控制理论,验证理论的正确性。本文的主要研究内容如下:首先,分析交流伺服控制系统的组成并建立其在不同坐标系下的数学模型,和其数学模型在不同坐标系下相互转换时的变换关系。阐述并比较几种较为普遍使用的矢量控制方法,确定选用id=0的矢量控制方法,并简述矢量控制策略的基本方法和控制原理。其次,研究基于半桥级联型多电平逆变器的永磁同步电机的SVPWM控制策略,主电路采用课题研究中发明的半桥级联型三电平逆变电路。从电路的拓扑结构、开关组合方式到控制策略逐步展开研究,分析SVPWM技术并进行全方位研究,包括其调制原理、矢量的分布、扇区划分和选择等,并在Matlab/Simulink环境下建模,分别在突加负载和突减负载两种情况下进行实验验证。最后,以半桥级联型多电平逆变电路为基础,采用滑模控制方法对永磁同步电机的控制策略进行研究。介绍了滑模控制策略的基本定义及方法,分析并研究以滑模观测器算法为驱动方法的永磁同步电机的控制策略,具体以滑模观测器中的反正切函数控制方法基础,基于反正切函数方法对永磁同步电机的转子位置进行设计,并在Matlab/Simulink环境下根据反正切函数原理框图建模进行仿真试验,验证所提理论。以文中所提出的永磁同步电机的驱动方法为理论基础,在此基础上搭建硬件实验系统,配合TMS320F2812芯片为控制核心设计的软件程序,对文中所提的永磁同步电机驱动方法进行实验研究,实验结果验证了所提理论的可行性。
庞仁江[10]（2020）在《基于六相永磁同步电机SVPWM算法的ASIC设计》文中进行了进一步梳理近年来,由于六相永磁同步电机具有低压大功率输出、脉动成分小等优势,在各种领域中应用越来越广泛,尤其是在混合动力汽车行业。而电机驱动系统作为汽车的主要驱动力,其控制性能直接影响汽车的表现,故对六相电机驱动控制研究具有实际工程意义。文中以六相永磁同步电机为研究对象,建立六相电机的空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM）算法模型并验证,然后对算法模型进行数字化实现,最终完成六相电机SVPWM算法的ASIC设计。首先,针对六相电机复杂的数学模型,根据坐标变换原理,将空间电压矢量分解到α-β、z1-Z2和x-y三个相互垂直的子空间平面。由于传统SVPWM算法没有对z1-z2子空间电压矢量进行控制,输出含有较大的谐波分量,本文采用最大四矢量合成技术,在α-β平面选择相邻最大四矢量和零矢量合成目标电压矢量,使其在z1-z2平面投影幅值为零,具有更小的输出谐波,更低的定子铜损。此外,摒弃传统SVPWM算法中iPark变换,引入Cordic算法实现SVPWM算法中三角函数及平方根计算,便于硬件实现。其次,基于Matlab/Simulink平台搭建算法模型并仿真,验证通过后对六相SVPWM算法模型进行电路设计,整个算法包括Cordic算法、扇区判断、矢量作用时间计算以及PWM信号产生四个子模块。在矢量作用时间计算模块中,通过调制系数的取值范围约束输入信号大小,保证输出不过调;设计周期可调的PWM信号,便于在不同应用场合电机调试。在PWM信号产生模块中,加入死区控制电路以防止逆变桥中同相上下桥臂直通而造成的短路问题。最后,采用Modelsim对所设计的各子模块电路进行仿真验证,联合Matlab对基本矢量时间计算模块进行误差分析,误差小于3%。设计完成后对整个算法模块进行FPGA原型验证,测得在不同模式下PWM波频率与理论值相吻合,死区控制时间2μs与程序设计值一致。最终,基于某代工厂40nm CMOS工艺,使用Cadence公司EDA工具进行逻辑综合、版图设计等工作,所设计的ASIC版图面积为157×155μm2。
二、交流感应电机的SVPWM控制技术（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、交流感应电机的SVPWM控制技术（论文提纲范文）
（1）复合式绕组五相感应电机结构设计与控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 多相电机的研究现状 |
| 1.3 多相电机结构设计与建模方法 |
| 1.3.1 多相电机的结构设计 |
| 1.3.2 多相电机的建模方法 |
| 1.4 多相感应电机的控制技术概述 |
| 1.4.1 多相电机的矢量控制 |
| 1.4.2 直接转矩控制 |
| 1.4.3 模型预测控制 |
| 1.5 多相电机的PWM控制 |
| 1.6 多相电机的断路和容错控制 |
| 1.7 本论文主要研究内容 |
| 第2章 五相感应电机设计分析与绕组磁动势分析 |
| 2.1 五相电机绕组的构建 |
| 2.1.1 多相电机的定义 |
| 2.1.2 现行五相绕组的基本结构 |
| 2.1.3 本文样机用五相绕组的构建 |
| 2.2 五相感应电机样机槽配合确定与分析 |
| 2.2.1 基于附加损耗与附加转矩对转子槽数的初步选取分析 |
| 2.2.2 基于电机电磁性能对转子槽数的选取分析 |
| 2.3 定转子槽形分析 |
| 2.4 星形五相绕组磁动势分析 |
| 2.4.1 星形绕组磁动势计算 |
| 2.4.2 星形绕组磁动势分析 |
| 2.5 复合式绕组五相感应电机谐波磁动势分析 |
| 2.5.1 复合式绕组磁动势计算 |
| 2.5.2 复合式绕组磁动势分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 五相感应电机的磁场特性及性能分析 |
| 3.1 有限元场-路耦合模型的建立 |
| 3.2 正常运行条件下的电磁场性能分析 |
| 3.2.1 空载运行星形绕组电磁场性能分析 |
| 3.2.2 额定负载运行星形绕组电磁场性能分析 |
| 3.2.3 空载运行复合式绕组电磁场性能分析 |
| 3.2.4 额定负载运行复合式绕组电磁场性能分析 |
| 3.2.5 两种绕组五相感应电机转速和转矩性能分析 |
| 3.2.6 正常运行条件下的气隙磁密特性分析 |
| 3.3 故障条件下电磁场性能分析 |
| 3.3.1 星形绕组额定转矩下单相开路的电磁性能分析 |
| 3.3.2 复合式绕组额定转矩下单相开路的电磁性能分析 |
| 3.3.3 单相开路时两种绕组五相感应电机气隙磁密特性分析 |
| 3.4 两种绕组结构五相感应电机的性能分析 |
| 3.4.1 转速-转矩特性 |
| 3.4.2 损耗和效率分析 |
| 3.4.3 功率因数分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 五相感应电机数学建模和控制技术研究 |
| 4.1 星形绕组五相感应电机数学建模 |
| 4.1.1 自然坐标系下星形绕组五相感应电机数学模型 |
| 4.1.2 基于谐波基星形绕组五相电机空间解耦模型 |
| 4.2 复合式绕组五相感应电机数学建模 |
| 4.3 动态调制与随机零矢量相结合SVPWM算法 |
| 4.3.1 相邻四矢量SVPWM算法 |
| 4.3.2 动态调制与随机零矢量相结合SVPWM算法 |
| 4.3.3 动态调制与随机零矢量相结合SVPWM算法仿真分析 |
| 4.4 五相感应电机的断相控制研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 五相感应电机的试验研究 |
| 5.1 五相感应电机驱动控制系统的构建 |
| 5.2 试验测试与分析 |
| 5.2.1 SVPWM算法验证 |
| 5.2.2 五相感应电机低压运行特性测试 |
| 5.2.3 额定电压和频率下空载运行特性测试 |
| 5.2.4 空载正常运行后断相测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（2）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 |
（3）双三相永磁同步电机控制系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 多相电机的本体发展 |
| 1.2.2 多相电机的数学建模 |
| 1.2.3 多相电机的控制策略 |
| 1.2.4 多相电机的容错技术 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第二章 双三相永磁同步电机的数学模型 |
| 2.1 多相电机的定义 |
| 2.2 双三相永磁同步电机结构 |
| 2.3 自然坐标系下的数学模型 |
| 2.4 基于双D-Q变换的数学模型 |
| 2.5 基于空间矢量解耦变换的数学模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于空间矢量解耦变换的SVPWM矢量控制系统设计 |
| 3.1 基于的双三相永磁同步电机磁场定向矢量控制 |
| 3.2 双三相永磁同步电机SVPWM的技术研究 |
| 3.2.1 双三相逆变器的空间电压矢量分析 |
| 3.2.2 两矢量的SVPWM调制 |
| 3.2.3 改进的最大四矢量SVPWM调制算法 |
| 3.3 基于空间电压矢量解耦变换的矢量控制仿真 |
| 3.3.1 双三相电机本体的建立 |
| 3.3.2 传统两矢量SVPWM算法仿真 |
| 3.3.3 最大四矢量SVPWM算法仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于模糊PI控制器和比例谐振控制器的矢量控制系统设计 |
| 4.1 模糊控制理论 |
| 4.1.1 模糊控制理论介绍 |
| 4.1.2 模糊控制的原理及结构 |
| 4.2 参数自整定模糊PI控制器的设计 |
| 4.2.1 参数自整定模糊PI控制器结构 |
| 4.2.2 参数自整定模糊PI控制器设计过程 |
| 4.2.3 量化因子和比例因子的确定 |
| 4.3 仿真分析 |
| 4.3.1 仿真模型搭建 |
| 4.3.2 仿真结果与仿真分析 |
| 4.4 比例谐振控制器的基本原理 |
| 4.4.1 PR控制器 |
| 4.4.2 准PR控制器 |
| 4.4.3 准PR控制器和谐波抑制 |
| 4.5 比例谐振控制器的设计 |
| 4.6 基于比例谐振控制器的矢量控制系统仿真 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 基于双零序电压注入PWM算法的矢量控制系统设计 |
| 5.1 双零序注入电压PWM策略 |
| 5.2 基于双零序电压注入PWM策略的矢量控制 |
| 5.3 双零序注入电压PWM算法仿真结果 |
| 5.4 双零序注入电压PWM算法与最大四矢量算法的比较 |
| 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 |
| 致谢 |
（4）电磁搅拌逆变电源的电流输出平衡的研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究意义 |
| 1.2 工业电磁搅拌器电力电子变换技术的应用 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 课题研究内容 |
| 第2章 电磁搅拌器的基本原理及等效电路 |
| 2.1 电磁搅拌器的应用 |
| 2.2 电磁搅拌器的工作原理 |
| 2.3 旋转磁场搅拌器 |
| 2.4 行波磁场搅拌器 |
| 2.5 电磁搅拌器的等效电路 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 逆变电源原理及数学模型分析 |
| 3.1 正交逆变电源的拓扑结构及分析 |
| 3.1.1 三相整流电路的拓扑结构及分析 |
| 3.1.2 两相正交逆变器的拓扑结构及分析 |
| 3.2 逆变电源工作原理 |
| 3.2.1 前级三相PWM整流器工作原理 |
| 3.2.2 后级两相正交逆变器工作原理 |
| 3.3 逆变电源数学模型 |
| 3.3.1 低频状态下的数学模型 |
| 3.3.2 高频状态下的数学模型 |
| 3.3.3 后级逆变器数学模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 PWM整流控制器的电流平衡研究 |
| 4.1 LC串联滤波式PWM整流器及其控制方法 |
| 4.1.1 LC串联滤波式整流器的最小工作电压及参数设计 |
| 4.1.2 LC串联式三电平PWM整流器的控制方法 |
| 4.2 等效三电平PWM整流器及其控制方法 |
| 4.3 简化型三电平PWM整流器的控制方法 |
| 4.3.1 前馈解耦的电流复合闭环控制方法 |
| 4.3.2 直流侧电容的均压控制及其设计 |
| 4.4 基于有限迭代集合的电流控制方法 |
| 4.4.1 有限迭代集合电流控制法原理 |
| 4.4.2 误差离散化 |
| 4.4.3 代价函数筛选 |
| 4.5 仿真搭建及验证 |
| 4.5.1 仿真搭建 |
| 4.5.2 结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 两相正交逆变器电流输出平衡的应用与验证 |
| 5.1 逆变电源主电路参数拓扑 |
| 5.2 三相PWM整流器实验验证 |
| 5.3 谐波电流滤除实验结果 |
| 5.4 两相正交逆变电源实验结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要的研究成果 |
| 致谢 |
（5）车用双电源开绕组永磁同步电机驱动系统的控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.2.1 开绕组电机驱动系统的拓扑结构 |
| 1.2.2 双逆变器的协同控制 |
| 1.2.3 永磁同步电机的控制方法 |
| 1.2.4 整车能量管理方法 |
| 1.3 论文研究思路与主要内容 |
| 1.3.1 论文课题来源 |
| 1.3.2 论文研究思路 |
| 1.3.3 论文主要内容 |
| 第2章 开绕组永磁同步电机驱动系统模型建立 |
| 2.1 电机空间矢量坐标变换 |
| 2.1.1 坐标变换的基本方程 |
| 2.1.2 等幅值变换与等功率变换 |
| 2.2 永磁同步电机的数学模型 |
| 2.2.1 永磁同步电机的基本数学模型 |
| 2.2.2 计及铁心损耗的永磁同步电机数学模型 |
| 2.2.3 分离定子漏电感的永磁同步电机数学模型 |
| 2.2.4 电机模型的机械部分与稳态特性 |
| 2.3 逆变器器件模型 |
| 2.3.1 逆变器器件的通态特性 |
| 2.3.2 逆变器器件的开关特性 |
| 2.4 开绕组永磁同步电机驱动系统仿真模型 |
| 2.4.1 开绕组永磁同步电机本体模型 |
| 2.4.2 逆变器与外围电路模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 电压矢量调制与双逆变器电压矢量分配策略 |
| 3.1 逆变器中点电压与电压矢量分配原理 |
| 3.1.1 逆变器中点电压与电机相电压的关系 |
| 3.1.2 双逆变器电压矢量分配的基本原理 |
| 3.2 空间矢量脉宽调制的原理、分类与实现 |
| 3.2.1 空间矢量脉宽调制的基本原理 |
| 3.2.2 空间矢量脉宽调制的分类与实现 |
| 3.3 电流纹波分析与双逆变器调制方式组合选择 |
| 3.3.1 单逆变器SVPWM电流纹波矢量计算 |
| 3.3.2 双SVPWM调制电流纹波矢量特性分析 |
| 3.3.3 双逆变器调制方式组合与切换策略 |
| 3.4 双逆变器电压矢量分配规则与策略 |
| 3.4.1 电压矢量分配规则 |
| 3.4.2 电压矢量分配组合的分类与实现 |
| 3.4.3 电压矢量分配策略 |
| 3.5 双逆变器调制方式与电压矢量分配的仿真验证 |
| 3.5.1 对照组与仿真参数设置 |
| 3.5.2 仿真结果与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 开绕组永磁同步电机的转矩与电流控制策略 |
| 4.1 电磁转矩控制的限制与稳态功率分配范围 |
| 4.1.1 电机电磁转矩的限制因素 |
| 4.1.2 电机稳态运行下功率分配范围的计算方法 |
| 4.2 主流电磁转矩控制算法的对比与改进 |
| 4.2.1 主流电磁转矩控制算法的推导 |
| 4.2.2 电压矢量最小幅值控制的推导 |
| 4.2.3 电磁转矩控制算法性能对比 |
| 4.3 最优化电磁转矩控制算法 |
| 4.3.1 驱动系统效率最优算法 |
| 4.3.2 功率分配极限最优算法 |
| 4.3.3 基于斐波那契寻优的电磁转矩控制策略 |
| 4.4 定子电流控制方法 |
| 4.5 转矩控制策略的仿真验证 |
| 4.5.1 对照组与仿真参数设置 |
| 4.5.2 仿真结果与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 电机驱动系统台架试验 |
| 5.1 台架结构与测试仪器 |
| 5.2 被测电机基本参数与理论特性 |
| 5.3 试验结果与分析 |
| 5.3.1 动态功率分配指令跟随试验 |
| 5.3.2 电机工作区域效率与功率分配范围验证试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 面向整车能量管理的应用研究 |
| 6.1 整车纵向动力学模型与制动能量回收方案 |
| 6.1.1 整车驱动系统构型与纵向动力学模型 |
| 6.1.2 简化制动能量回收方案 |
| 6.2 电机工作点分布与驱动系统效率极限情况 |
| 6.3 车载能量源的分类与特性分析 |
| 6.3.1 车载能量源的搭配原则与分类方式 |
| 6.3.2 能量转化装置的特性分析 |
| 6.3.3 能量储存装置的特性分析 |
| 6.4 双能量源功率分配策略 |
| 6.4.1 典型的双能量源搭配方式 |
| 6.4.2 基于通用架构的功率分配策略 |
| 6.5 整车能量管理仿真 |
| 6.5.1 内燃机发电系统搭配功率型蓄电池仿真结果 |
| 6.5.2 能量型蓄电池搭配超级电容仿真结果 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 全文总结与研究展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）叶片泵一体化智能驱动控制方法研究及其设备研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 变频技术在泵领域应用的国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 第二章 叶片泵驱动控制方法理论分析及其仿真研究 |
| 2.1 叶片泵驱动控制工作原理 |
| 2.1.1 恒压频比控制的基本机理 |
| 2.1.2 矢量控制的基本机理 |
| 2.2 仿真试验模型建立 |
| 2.2.1 驱动器模型 |
| 2.2.2 电机模型 |
| 2.2.3 恒压频比控制模型 |
| 2.2.4 矢量控制模型 |
| 2.2.5 叶片泵管道模型及传感器模型 |
| 2.3 不同驱动控制方法下仿真结果及分析 |
| 2.3.1 不同驱动控制下控制性能对比分析 |
| 2.3.2 不同驱动控制下控制精度及其稳定性对比分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 叶片泵驱动控制方法的试验研究 |
| 3.1 试验设计 |
| 3.1.1 试验台搭建 |
| 3.1.2 信号采集系统 |
| 3.1.3 试验方案及其步骤 |
| 3.1.4 试验不确定度的分析与计算 |
| 3.2 不同驱动控制下的控制性能对比分析 |
| 3.3 不同驱动控制下控制精度分析 |
| 3.4 不同控制方式下稳定性对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于恒压频比控制方法的算法优化 |
| 4.1 SVPWM基本理论 |
| 4.2 扇区判定与计算开关作用时间优化设计 |
| 4.2.1 扇区判定 |
| 4.2.2 计算开关作用时间 |
| 4.3 功率开关器的作用顺序优化 |
| 4.4 优化算法验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 叶片泵一体化智能驱动控制系统实现及试验结果分析 |
| 5.1 系统总体硬件设计 |
| 5.2 主电路设计 |
| 5.2.1 整流电路设计 |
| 5.2.2 滤波电路设计 |
| 5.2.3 逆变电路设计 |
| 5.3 驱动电路设计 |
| 5.4 检测电路设计 |
| 5.4.1 直流与交流侧电流检测电路设计 |
| 5.4.2 直流与交流电压检测电路设计 |
| 5.5 控制电路设计 |
| 5.5.1 DSP控制器的简介 |
| 5.5.2 复位电路 |
| 5.5.3 调试电路 |
| 5.5.4 滤波电路 |
| 5.5.5 控制面板设计 |
| 5.6 软件系统设计 |
| 5.6.1 主程序设计 |
| 5.6.2 SVPWM控制算法设计 |
| 5.6.3 故障检测 |
| 5.7 系统验证及数据分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读硕士学位期间参加的项目和发表的学术论文 |
| 附录 |
（7）低速电动汽车永磁同步电机群智融合控制算法研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 电动汽车发展背景 |
| 1.1.2 车用PMSM及驱动控制发展的问题与解决思路 |
| 1.2 低速电动汽车与牵引电机国内外发展现状 |
| 1.2.1 电动汽车国内外发展现状 |
| 1.2.2 低速电动汽车国内外发展状况 |
| 1.2.3 电动汽车牵引电机发展现状 |
| 1.3 永磁同步电机控制算法国内外研究现状 |
| 1.3.1 永磁同步电机驱动控制国内外研究现状 |
| 1.3.2 永磁同步电机智能控制算法国内外研究现状 |
| 1.4 研究目的、意义及研究内容 |
| 1.4.1 研究目的和意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.5 论文结构 |
| 第二章 永磁同步电机控制原理 |
| 2.1 永磁同步电机结构及控制原理 |
| 2.2 永磁同步电机坐标变换原理 |
| 2.2.1 三种坐标系 |
| 2.2.2 坐标变换 |
| 2.3 永磁同步电机的数学模型 |
| 2.4 永磁同步电机空间矢量脉宽调制控制 |
| 2.5 基于SVPWM控制的矢量控制仿真模型设计 |
| 2.5.1 电压矢量扇区判断模块设计 |
| 2.5.2 载波周期基本电压矢量工作时间模块设计 |
| 2.5.3 三相逆变器桥臂功率管导通切换时间模块设计 |
| 2.5.4 七段式SVPWM电机矢量控制模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 PSO与EKF融合控制的电机调速优化研究 |
| 3.1 PMSM电机调速控制相关研究 |
| 3.2 永磁同步电机调速估算模型 |
| 3.3 扩展卡尔曼滤波EKF控制原理 |
| 3.4 EKF噪声矩阵参数PSO优化寻优 |
| 3.4.1 标准优化粒子群(Particle Swarm Optimization,PSO)算法 |
| 3.4.2 粒子群改进算法 |
| 3.5 PSO与EKF融合控制的电机调速系统设计与分析 |
| 3.5.1 PSO与EKF融合电机矢量控制系统模型 |
| 3.5.2 NPSO-EKF算法与其他参数整定算法整定性能对比分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 PSO与AIS融合控制的PI参数整定研究 |
| 4.1 PMSM矢量控制PI参数整定相关研究 |
| 4.2 PMSM电机双闭环控制系统模型设计 |
| 4.2.1 电流内环PI调节器设计 |
| 4.2.2 速度外环调节器设计 |
| 4.3 AIS-CLPSO算法模型 |
| 4.3.1 标准优化粒子群PSO算法 |
| 4.3.2 完全学习型粒子群算法 |
| 4.3.3 免疫完全学习型粒子群算法 |
| 4.4 PSO-AIS融合控制算法整定PI控制器参数 |
| 4.4.1 PSO融合AIS网络PI控制参数整定模型设计 |
| 4.4.2 AIS-CLPSO融合控制算法操作 |
| 4.4.3 AIS-CLPSO融合控制算法参数设置 |
| 4.5 实验结果与分析 |
| 4.5.1 AIS-CLPSO融合控制算法寻优过程分析 |
| 4.5.2 AIS-CLPSO融合控制算法与其他转速控制算法性能对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 混沌鱼群优化BPNN的电机参数辨识研究 |
| 5.1 PMSM电机参数辨识相关研究 |
| 5.2 PMSM电机参数群智辨识模型理论分析 |
| 5.2.1 PMSM电机辨识数学模型 |
| 5.2.2 PMSM电机辨识模型数据集获取方法 |
| 5.2.3 PMSM电机辨识参数BPNN映射模型 |
| 5.2.4 混沌人工鱼群算法 |
| 5.3 CAFS-BPNNA算法对PMSM电机参数辨识网络 |
| 5.3.1 CAFS-BPNNA参数辨识网络优化算法 |
| 5.3.2 CAFS-BPNNA网络优化过程中两种群智算法切换时机选择 |
| 5.4 实验结果与分析 |
| 5.4.1 PMSM电机参数辨识实验设置 |
| 5.4.2 CAFS-BPNNA算法与其他算法参数辨识误差对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 车用PMSM的智群融合控制算法实践研究 |
| 6.1 PMSM控制器架构设计 |
| 6.2 PMSM驱动控制器硬件构件设计 |
| 6.2.1 S32K144最小系统硬件构件设计 |
| 6.2.2 PMSM驱动控制器控制扩展板硬件构件化设计 |
| 6.2.3 PMSM驱动控制器底层功率驱动板硬件构件化设计 |
| 6.3 PMSM电机驱动控制系统开发软件平台工程框架设计 |
| 6.3.1 开发软件工程框架设计思路 |
| 6.3.2 底层驱动固件设计 |
| 6.3.3 中层功能构件设计 |
| 6.3.4 电机驱动系统主程序的设计与实现 |
| 6.4 PMSM电机控制器平台系统 |
| 6.5 低速电动汽车用PMSM电机控制器性能分析 |
| 6.5.1 基于SVPWM矢量控制实验分析 |
| 6.5.2 群智融合控制算法实验分析 |
| 6.5.3 低速电动汽车公路场地实车测试与对比分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间主要研究成果 |
| 致谢 |
（8）双绕组永磁同步电机载波移相控制和无位置传感器控制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 双绕组PMSM的研究现状 |
| 1.2.1 双绕组PMSM的结构和特点 |
| 1.2.2 双绕组PMSM的发展 |
| 1.3 双绕组PMSM控制策略的发展现状 |
| 1.4 无位置传感器控制技术的研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 双绕组PMSM矢量控制 |
| 2.1 双绕组PMSM的数学模型 |
| 2.1.1 双绕组PMSM的绕组结构 |
| 2.1.2 坐标变换理论 |
| 2.1.3 双绕组PMSM数学模型 |
| 2.1.4 静态坐标系下的数学模型 |
| 2.1.5 旋转坐标系下的数学模型 |
| 2.2 双绕组PMSM矢量控制 |
| 2.2.1 双绕组PMSM矢量控制系统 |
| 2.2.2 SVPWM控制原理和算法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 双绕组PMSM载波移相控制 |
| 3.1 载波移相原理 |
| 3.2 最优载波移相角 |
| 3.3 仿真模型及结果 |
| 3.4 实验验证及结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 电感不对称对双绕组PMSM无位置传感器控制的影响 |
| 4.1 基本的脉振高频注入法 |
| 4.1.1 PHFVI的原理 |
| 4.1.2 PHFVI的理论推导 |
| 4.1.3 PHFVI的转子位置估算 |
| 4.1.4 通过PHFVI法实现无位置传感器控制的系统 |
| 4.2 双绕组PMSM电感研究 |
| 4.3 电感不对称情况下的脉振高频注入法 |
| 4.4 仿真模型及结果 |
| 4.5 实验验证及结果 |
| 4.6 改进方法 |
| 4.6.1 基于改进PHFVI的双闭环I-F控制 |
| 4.6.2 仿真模型及结果 |
| 4.6.3 实验验证及结果 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间科研成果 |
（9）基于半桥级联型多电平逆变电路的交流伺服电机驱动方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 交流伺服电机驱动技术 |
| 1.3 多电平拓扑结构 |
| 1.4 研究内容和技术路线 |
| 2 交流伺服系统控制基础 |
| 2.1 伺服电机简介 |
| 2.2 交流伺服电机的拓扑结构 |
| 2.3 交流伺服电机的数学模型 |
| 2.3.1 交流伺服电机在ABC坐标系下的数学模型 |
| 2.3.2 交流伺服电机在α-β坐标系下的数学模型 |
| 2.3.3 交流伺服电机在d-q坐标系下的数学模型 |
| 2.3.4 交流伺服电机的数学模型变换 |
| 2.4 永磁同步电机的矢量控制 |
| 2.4.1 永磁同步电机矢量控制原理 |
| 2.4.2 永磁同步电机矢量控制方法 |
| 3 基于半桥级联型三电平逆变器的SVPWM控制策略 |
| 3.1 半桥级联型三电平逆变器控制策略 |
| 3.1.1 三电平逆变器拓扑结构 |
| 3.1.2 半桥级联型三电平逆变器拓扑 |
| 3.1.3 半桥级联型三电平逆变器开关组合方式 |
| 3.1.4 半桥级联型三电平逆变器控制原理与稳态分析 |
| 3.1.5 仿真试验验证 |
| 3.2 空间矢量脉宽调制技术 |
| 3.2.1 SVPWM调制算法原理 |
| 3.2.2 SVPWM空间电压矢量分布 |
| 3.2.3 SVPWM扇区划分 |
| 3.2.4 矢量扇区判断 |
| 3.2.5 矢量作用时间计算 |
| 3.2.6 矢量作用时间分配 |
| 3.3 系统仿真建模 |
| 3.3.1 电机参数 |
| 3.3.2 坐标变换模块 |
| 3.3.3 PI调节器 |
| 3.3.4 SVPWM模块 |
| 3.4 仿真建模实验及结果分析 |
| 3.4.1 空载启动及突加负载实验 |
| 3.4.2 带载启动及突降负载实验 |
| 4 基于滑模控制的交流伺服系统驱动方法 |
| 4.1 滑模控制的研究现状 |
| 4.2 滑模观测器的基本原理 |
| 4.3 基于滑模观测器的无传感器控制算法设计 |
| 4.3.1 滑模观测器的数学模型 |
| 4.3.2 滑模观测器的设计 |
| 4.4 基于反正切函数的滑模观测器仿真建模与结果分析 |
| 4.4.1 基于反正切函数的滑模观测器仿真模型搭建 |
| 4.4.2 基于反正切函数的滑模观测器仿真结果分析 |
| 5 基于半桥级联型三电平逆变器的PMSM驱动方法 |
| 5.1 硬件实验平台搭建 |
| 5.1.1 电机选型 |
| 5.1.2 控制模块设计 |
| 5.2 软件程序设计 |
| 5.2.1 主程序设计 |
| 5.2.2 子程序设计 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者攻读学位期间取得的研究成果 |
（10）基于六相永磁同步电机SVPWM算法的ASIC设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 多相电机的研究现状 |
| 1.2.1 六相电机绕组结构 |
| 1.2.2 六相电机的控制策略与算法 |
| 1.2.3 六相电机的控制器方案 |
| 1.3 本文研究内容安排 |
| 第二章 六相电机SVPWM算法原理 |
| 2.1 电机驱动控制方式 |
| 2.2 坐标变换原理 |
| 2.2.1 三种坐标系 |
| 2.2.2 坐标变换 |
| 2.3 六相PMSM控制策略 |
| 2.3.1 FOC原理 |
| 2.3.2 六相FOC矢量控制系统 |
| 2.4 六相SVPWM原理 |
| 2.4.1 六相逆变器工作原理及电压矢量分布 |
| 2.4.2 基于最大四矢量合成虚拟空间电压矢量 |
| 2.4.3 目标矢量所处扇区的判断 |
| 2.4.4 基本矢量作用时间计算 |
| 2.4.5 十一段式PWM波 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 六相SVPWM模型验证与电路设计 |
| 3.1 Simulink模型搭建及仿真 |
| 3.1.1 SVPWM算法仿真模型 |
| 3.1.2 坐标变换模块仿真模型 |
| 3.1.3 FOC系统仿真 |
| 3.2 六相SVPWM算法模块顶层框架 |
| 3.3 SVPWM算法模块电路 |
| 3.3.1 Cordic算法模块 |
| 3.3.1.1 Cordic算法原理 |
| 3.3.1.2 三角函数及平方根计算 |
| 3.3.1.3 Cordic模块电路 |
| 3.3.2 扇区判断模块 |
| 3.3.3 矢量作用时间计算模块 |
| 3.3.3.1 输入信号范围确定 |
| 3.3.3.2 时间计算模块电路 |
| 3.3.4 PWM信号产生模块 |
| 3.3.4.1 死区控制 |
| 3.3.4.2 PWM信号产生电路 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 实验结果与分析 |
| 4.1 Cordic算法模块仿真 |
| 4.1.1 sin和 cos仿真 |
| 4.1.2 atan和 sqrt仿真 |
| 4.2 SVPWM算法模块仿真 |
| 4.2.1 扇区判断模块 |
| 4.2.2 基本矢量作用时间模块 |
| 4.2.3 SVPWM模块整体仿真 |
| 4.3 六相SVPWM原型验证 |
| 4.4 综合及版图 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
四、交流感应电机的SVPWM控制技术（论文参考文献）
- [1]复合式绕组五相感应电机结构设计与控制技术研究[D]. 李金宏. 哈尔滨理工大学, 2021(01)
- [2]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)
- [3]双三相永磁同步电机控制系统的研究[D]. 朱强. 大连交通大学, 2020(06)
- [4]电磁搅拌逆变电源的电流输出平衡的研究与应用[D]. 秦凯焌. 湖南理工学院, 2020(02)
- [5]车用双电源开绕组永磁同步电机驱动系统的控制方法研究[D]. 贾一帆. 吉林大学, 2020(08)
- [6]叶片泵一体化智能驱动控制方法研究及其设备研究[D]. 董健. 江苏大学, 2020(02)
- [7]低速电动汽车永磁同步电机群智融合控制算法研究[D]. 蒋建武. 苏州大学, 2020(06)
- [8]双绕组永磁同步电机载波移相控制和无位置传感器控制研究[D]. 莫晓. 浙江大学, 2020(12)
- [9]基于半桥级联型多电平逆变电路的交流伺服电机驱动方法研究[D]. 陈昀. 北京印刷学院, 2020(08)
- [10]基于六相永磁同步电机SVPWM算法的ASIC设计[D]. 庞仁江. 电子科技大学, 2020(07)