基于矢量控制的永磁同步电机控制系统的研究

随着永磁同步电机性能不断提高，在各种领域具有广泛的应用前景和使用价值，因此对永磁同步电机及其控制系统的研究，具有深远的理论意义和实用价值。本文以永磁同步电机的矢量控制系统为研究对象，首先分析并建立了永磁同步电机基于旋转坐标系下的数学模型，在此基础上详细叙述了矢量控制的基本原理及电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的基本原理、实现方式。其次，本文还对永磁同步电机矢量控制系统中PID控制器的设计进行分析，建立永磁同步电机矢量控制的简化的控制模型，并给出了一种简易的参数整定方法。针对前人研究永磁同步电机矢量控制系统时缺少电流解耦补偿模块，本文分析并说明了电流解耦模块的重要性，并在永磁同步电机矢量控制系统中加入了这个模块。最后，利用Simulink建立了永磁同步电机矢量控制系统的仿真模型，设计多个实验对系统进行仿真，确认所使用的控制策略在实际中具有可行性。针对传统PID控制器的固有缺陷，本文提出使用神经网络的控制方法应用在永磁同步电机矢量控制系统中，设计并实现了一种改进的单神经元PID控制器。实验结果表明，使用该控制器的伺服系统具有响应速度快、鲁棒性高、参数整定容易等优点。