电动拖拉机永磁同步电机控制系统建模仿真
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摘要:永磁同步电机作为电动拖拉机上主要的动力电机有很好的应用前景。针对传统PID(比例-积分-微分)控制策略对电机转速控制的响应速度慢、控制精度低的缺点以及Matlab软件自带电机模块的局限性,提出模糊PI自适应控制策略并在电机数学模型的基础上创建了自定义永磁同步电机(PMSM)模块,通过Matlab & Simulink仿真软件,在永磁同步电机矢量控制系统中进行仿真分析。通过对参数的调节得出了理想的输出曲线,验证了永磁同步电机模型的合理性、先进性及其控制算法的有效性,为永磁同步电机控制系统设计和电机的调试提供了理论基础和新的思路。
关键词:永磁同步电机;矢量控制;模糊PI;建模仿真;Matlab & Simulink
中图分类号: S219.4;TM341 文献标志码: A 文章编号:1002-1302(2019)10-0224-06
电动拖拉机因其环保、低噪音和操作简单的特性成为当前农业装备研究的重点。其中的永磁同步电机的建模和仿真是整机控制的基础和关键。1831年巴洛发明了世界上第1台永磁同步电机。1983年价格低廉的铷铁硼永磁材料出现后,永磁同步电机的性能也取得了很大幅度的提高,被广泛应用于工农业领域中。随着电力电子技术的进一步发展,永磁同步电机因其体积小、转矩大、结构简单、可靠性高等特点成为了电动拖拉机一个可靠的选择[1-3]。我国稀土资源储量丰富,尤其是铷铁硼永磁材料的年产量居世界第一,因此,我们应该大力推动我国稀土产业和永磁同步电机技术的快速发展,以达到减排、保护环境,实现可持续发展,研究永磁同步电机及其控制策略具有重大意义,而建立数学模型并利用计算机仿真技术来研究已成为其研究的主要方法之一。
在矢量控制的众多方法中最为简单的研究方法是令 id=0(id为d轴上的电流分量),在Matlab & Sumilink平台下建立仿真模型并进行仿真,并对仿真结果进行分析。该模型的建立和分析对电机的实际控制及其在电动拖拉机中的应用提供了新的研究思路。
1 永磁同步电机数学模型
以两相导通星形三相六状态为例,建立永磁同步电机(PMSM)的数学模型并且分析其电磁转矩等特性。实际的永磁同步电机的电磁关系非常复杂,为了方便对模型的分析和控制策略的研究,对模型进行简化分析,并作出如...
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