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《城軌車輛用永磁同步電機(jī)控制策略優(yōu)化研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中圖分類號：U264.1學(xué)校代碼：10856學(xué)號：M0601丨2126碩士學(xué)位論文Master’sThesis城軌車輛用永磁同步電機(jī)論文題目控制策略優(yōu)化研究車輛工程專業(yè)韓清作者姓名余朝剛指導(dǎo)教師完成日期2G14年12月上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所遞交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研宄工作所取得的成果。除文中己經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名:爲(wèi)7詢?nèi)掌冢?/0年！>月4日上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)位
2、論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)上海工程技術(shù)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□，在_年解密后適用本授權(quán)書。本學(xué)位論文屬于不保(請?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“V”）學(xué)位論文作者簽名r指導(dǎo)教師簽名前母曰期：年}月4曰曰期：孓月（6曰中圖分類號：U264.1學(xué)校代碼：10856學(xué)號：M060112126上海工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文城軌車輛用永磁同步電機(jī)控制策略優(yōu)化研究作者姓名：韓清指導(dǎo)教師：
3、余朝剛專業(yè)：車輛工程學(xué)院：城市軌道交通學(xué)院申請學(xué)位：工學(xué)碩士完成時(shí)間：2014年12月評閱人：沈鋼教授楊儉教授答辯委員會(huì)主席：沈鋼教授成員：楊儉教授方宇教授師蔚副教授廖愛華副教授UniversityCode：10856StudentID:M060112126ALGORITHMOPTIMIZATIONREAEARCHOFPMSMFORURBANRAILWAYVEHICLECandidate:HanQingSupervisor:YuChaoGangMajor:VehicleEngineeringSchoolofUrbanRailTransportationShanghaiUniversityo
4、fEngineeringScienceShanghai,P.R.ChinaDecember,2014城軌車輛用永磁同步電機(jī)控制策略優(yōu)化研究摘要永磁同步電機(jī)是軌道交通車輛牽引系統(tǒng)的核心，可靠的高性能控制策略是保障列車安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵?，F(xiàn)有的城軌控制技術(shù)雖能基本滿足軌道車輛正常運(yùn)行的要求，但在惡劣路況或加速過程中出現(xiàn)輪對空轉(zhuǎn)時(shí)，列車牽引控制系統(tǒng)會(huì)立即調(diào)用防空轉(zhuǎn)算法，深度削減給定轉(zhuǎn)矩，使用現(xiàn)有的牽引電機(jī)控制策略，導(dǎo)致列車牽引電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性存在超調(diào)大，調(diào)節(jié)時(shí)間長等缺點(diǎn)，達(dá)不到列車控制要求，影響列車的運(yùn)行安全。此外，目前主要使用位置傳感器獲得牽引電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置信息，反饋到矢量控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制
5、，保證永磁同步電機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，但位置傳感器占用了列車轉(zhuǎn)向架空間，限制了牽引電機(jī)尺寸，且在惡劣情況下存在較高的故障率。論文針對這兩個(gè)問題展開控制策略優(yōu)化研究：針對列車輪對空轉(zhuǎn)時(shí)，牽引電機(jī)動(dòng)態(tài)特性不足的問題，引入非奇異終端滑?？刂扑惴?，優(yōu)化牽引電機(jī)控制策略。分析軌道車輛輪周牽引力以及粘著控制原理，在d-q*坐標(biāo)系下的永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，采用id=0矢量控制方式，使用非奇異終端滑模算法代替矢量控制雙閉環(huán)中的PID算法，推導(dǎo)出非奇異終端滑?？刂品匠?，優(yōu)化牽引電機(jī)控制策略。在Matlab/Simulink環(huán)境下進(jìn)行列車不同的運(yùn)行工況的仿真分析，對比牽引控制系統(tǒng)執(zhí)行防空轉(zhuǎn)算法時(shí)非奇異終端滑模與
6、PID的控制效果，分析所設(shè)計(jì)的非奇異終端滑模算法的魯棒性。針對位置傳感器帶來的問題，將無傳感器技術(shù)應(yīng)用于列車牽引控制系統(tǒng)。在前面已優(yōu)化的矢量控制框架上，基于α-β坐標(biāo)系下的永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)一種新型滑模觀測器，將反電動(dòng)勢估算值反饋到電流觀測器；使用Sigmoid函數(shù)代替開關(guān)函數(shù)削弱抖振；引入反電動(dòng)勢觀測器消除相位滯后；使用指數(shù)趨近律代替常值切換控制，優(yōu)化傳統(tǒng)滑模觀測器。在Matlab/Simulink環(huán)境下仿真分析，對比改進(jìn)前后的滑模觀測器對牽引電機(jī)反電動(dòng)勢、轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)子角度的觀測效果，分析新型滑模觀測器在列車牽引控制系統(tǒng)執(zhí)行防空轉(zhuǎn)算法時(shí)對電機(jī)轉(zhuǎn)子信息的觀測效果。結(jié)果表明：列車牽引
7、電機(jī)使用非奇異終端滑模控制算法，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩超調(diào)量小、調(diào)節(jié)時(shí)間短、魯棒性好，可以很好地跟蹤給定轉(zhuǎn)矩的變化，具有良好的動(dòng)態(tài)特性，執(zhí)I行防空轉(zhuǎn)算法的控制效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)PID控制；改進(jìn)后的滑模觀測器明顯削弱了高頻抖振干擾信號，解決了相位滯后問題，避免了相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)，降低了估算誤差；列車牽引控制系統(tǒng)執(zhí)行防空轉(zhuǎn)算法時(shí)，新型滑模觀測器仍可以準(zhǔn)確地觀測電機(jī)的轉(zhuǎn)子信息。論文所采用的兩種優(yōu)化控制策略提高了城軌車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性，保障了列車
