永磁同步電機矢量控制到無速度傳感器控制學習教程(PMSM)

一個階段的學習結束了,整理了之前的過程中的學習成果,已經過了工作的年紀,在這裏稍微出一下自己做的一套永磁同步電機的教程,從基礎的矢量控制,到應用性較強的MTPA、弱磁控制等,最後深入到無速度傳感器的控制,蒐集了三種無速度的方法,足夠大家從基礎到深入整個過程的學習。

第一部分:從雙閉環矢量到無速度傳感器控制教程

總的來說,仿真的分爲兩類,

  • 第一類,id=0矢量控制,基於矢量控制的MTPA,基於矢量控制的弱磁控制,基於矢量控制的三閉環控制。
  • 第二類,無速度傳感器,滑膜控制,模型參考自適應控制,高頻注入控制。

第二部分:基於DSP28335的程序框架

第二部分是一個基於DSP28335的位置控制三閉環控制程序,且已在實際平臺上驗證了可行性。程序內部註釋較多,CLAKR變換模塊、PARK變換模塊、SVPWM模塊、轉速調節器PI、位置調節器PI和電流環PI調節器,都有獨立的算法模塊。即使芯片不是DSP28335,裏面的算法都是源碼,移植起來比較方便。

 

第三部分:PMSM 雙閉環控制系統仿真實現與調參詳解

另外一些是對於初學者的,對於基礎入門的FOC有點困難的同學,這部分由於之間給學弟補過課,所以寫的比較的詳細,有具體的調試過程和參數計算公式,以及一些我手寫的推導過程,書籍推薦資料等。文檔內公式和VISO圖什麼的都比較完全,可以直接複製粘貼到論文和演講PPT中,對於做課程設計和畢設的同學而言是比較好的資料。

第四部分:基於模糊PI調節器的PMSM雙閉環控制實現與分析詳解

此部分是在基礎的雙閉環控制的基礎上進行的深入研究,有可能對於一些同學或者學校來說,只是純粹的雙閉環還無法滿足老師的要求,增加模糊PI調節器,這種自整定調節器,不僅能夠有效解決雙閉環控制中定PI參數調節器在高速和低速的不通用問題,還能提高理論的深度和廣度,模糊PI調節器是一個非常值得深入研究的智能控制方式,有需要的同學或者只是想討論的都可以加我。

第五部分:MTPA+弱磁 控制多方法實現詳解專題

此部分將MTPA和弱磁控制結合,在基礎MTPA控制的基礎上,實現了直接計算法(公式法)和變交軸電壓單電流調節器弱磁控制方法,從基礎的超前角弱磁——公式法——變交軸電壓單電流調節器法逐步深入,且在實現弱磁的基礎上,持續優化系統的動態性能,其中變交軸單電流調節器法動態性能最爲優越。

 

第六部分:基於模糊PI調節器的永磁同步電機MTPA+弱磁控制實現與分析詳解

此部分相當於時上面雙閉環控制、MTPA、弱磁控制和模糊PI的綜合設計。如果只是單個實現一個功能其實是相對簡單的,如果想要將這些東西全結合在一起,需要同學們具備比較深厚的基礎,如果老師上來就讓你做這個,可能就無從下手,所以我也在此把這些內容整合在了一起,我做出來了之後也是非常值得慶祝了一番,對此方面有興趣的可以找我探討。

第七部分:無速度傳感器控制——模型參考自適應控制實現與分享詳解

在基礎的控制理論得到夯實之後,可以試着進軍無速度控制領域,對於無速度控制,模型參考自適應是一個非常好的入門方法,可以讓你對如何實現無速度傳感器控制的概念有一個基本的瞭解,所以我做了一個模型參考自適應詳解供大家打基礎。需要深入探究無速度控制的同學建議以此方法入門,然後深入瞭解其他方法,進軍低速域高速域。基於數學模型的注入法,基於現代控制理論的各種觀測器法都是解決無速度問題的深層次控制理論,希望大家加油,我也在往這方面努力。

最近準備把之前未整理出來的專題補上。拿到資料的同志們對我提出了非常寶貴的建議,大家都會想要從初始開始到結果,系統且完整的掌握知識,因此對自己的資料進行了一些偏向性的更改,對原理推導過程以及仿真搭建過程更詳細的闡述。資料還在逐步的擴展中,還請大家多加支持,多加指正,我還會繼續更新,感謝大家!!!

第八部分:無位置傳感器控制——滑模觀測器無位置控制詳解

此部分是對一種基礎的無位置傳感器控制方法——滑模觀測器(SMO)專題進行講解。

文檔內具備以下內容:

  1. 滑模觀測器仿真搭建過程+SMO仿真
  2. 滑模觀測器公式原理推導解釋(手寫)
  3. 滑模參數與雙閉環PI參數設計與調節過程
  4. 參考論文
  5. 電機基本參數說明
  6. 波形記錄及其簡要分析

文檔內較爲詳細的介紹了滑模觀測器的數學原理,以及滑模觀測器模塊的仿真搭建過程,這個過程以一個文檔的形式單獨記錄下來。另外關鍵的PI調節器與滑模觀測器的參數,也以一個專門的文檔記錄其理論設計過程,與根據波形現象調節參數的過程,可以有助於大家深入理解理論的同時,能夠結合仿真模型的結果進行調參,深入的理解整個系統各個物理量之間的內在聯繫。另外,將滑模觀測器封裝爲mask模塊,可以在換個電機時,外部更改即可。

第九部分:矢量控制優化——MTPA控制專題詳解

此部分是對基於id=0的雙閉環矢量控制的一種優化提升的控制策略——MTPA控制的專題詳解。

文檔具備以下內容:

  1. MTPA控制仿真搭建過程+MTPA+對比的id=0仿真
  2. MTPA公式推導+原理解釋
  3. PI調節器設計與調節過程
  4. 參考論文
  5. 波形記錄及其詳細分析(對比分析MTPA效果)

文檔主要以雙閉環爲基礎介紹了一種對於凸極性電機而言更加優越的控制策略——MTPA控制,詳細的介紹了MTPA控制的基本原理和公式推導過程,在公式推導的基礎上,以獨立的文檔講解MTPA控制器在simulink內的搭建實現過程。另外關鍵的PI調節器的參數,也以一個專門的文檔記錄其理論設計過程,與根據波形現象調節參數的過程,可以有助於大家深入理解理論的同時,能夠結合仿真模型的結果進行調參。最後波形的分析,着重分析MTPA與id=0的效果對比,從現象闡述爲什麼MTPA可以實現電流利用率提升的問題。

第十部分:矢量控制提升——三閉環位置控制詳解

此部分是對一種不同控制目標的控制策略——三閉環位置控制進行專題詳解。

文檔具備以下內容:

  1. 三閉環位置控制仿真搭建過程 + 三閉環位置控制仿真
  2. 位置控制原理推導及其解釋
  3. 重點:位置環+轉速環+電流環PI調節器設計與調試過程
  4. 波形記錄及其分析
  5. 參考論文
  6. 三閉環提升:加入前饋控制器仿真+搭建過程

文檔主要介紹了三閉環位置控制具體的實現過程,詳細介紹了三閉環位置控制的基本原理及其與雙閉環之間的不同之處。在公式推導與雙閉環的基礎上,詳細介紹了三閉環位置控制在simulink內的搭建過程。本文檔除了以上內容,最重要的是詳細介紹了三個環也就是三個調節器的理論設計及其調試過程,我相信搭建過的同學知道,這是一個複雜的過程,需要一些調參的經驗和時間,所以三環的每個環我都把理論設計和調參過程以單獨的文檔記錄下來,以供同學們能夠了解其中來由,而不是一個仿真。最終對三閉環也進行了一個提升,加入了前饋控制器。具體如下圖

 

 

 

 

 

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章