关于矢量控制下永磁同步电机转矩脉动抑制的研究.pdf

简介：
本文探讨了在矢量控制系统中针对永磁同步电机转矩脉动问题的有效抑制策略，旨在提升电机运行平稳性和效率。 为了满足永磁同步电机交流调速系统的高性能要求，在较宽的速度范围内精确估计和控制电机转速至关重要。然而，在低速运行状态下，位置传感器容易受到噪声干扰的影响，导致反馈信号中混入了不必要的噪音成分，从而增加了永磁同步电机的转矩脉动现象。因此，需要通过先进的信号处理技术来提高速度估算值在每个采样瞬间下的精确度。 为解决上述问题，在设计矢量控制系统的基础上采用了递推最小二乘法（RLS）自适应滤波器对噪声环境中的电机转速进行优化处理。仿真试验的结果表明，与传统的PID控制方法相比，该方案不仅保证了高速性能的稳定表现，还显著改善了低速运行时动态响应和控制精度的问题。 永磁同步电机是一种高效、高精度的电动机类型，在工业自动化及电动汽车等领域得到广泛应用；其内部采用永久磁铁作为励磁源，并具备较高的功率密度与优良的速度调节特性。交流调速系统是用于精确调整这种电机转速的关键装置，它能够根据不同的负载变化或需求来动态地改变电机的工作速度。 在低速运行阶段，永磁同步电机面临着一些特有的挑战：由于电磁信号较弱以及位置传感器的准确性下降，噪声干扰问题尤为突出；另外，在这一条件下其动态响应和稳定性也会有所削弱。转矩脉动是指电动机输出力矩出现周期性波动的现象，这会直接影响到设备的工作平稳性和能效比。 递推最小二乘法（RLS）自适应滤波器是一种在线参数估计算法，能够在不断更新数据的过程中对模型参数进行最优估计；在电机控制领域里，该技术可以有效消除噪声干扰带来的影响，并提高系统中速度估算的准确性。矢量控制系统则是通过模拟直流电动机的操作原理来独立调节交流电机定子电流中的励磁分量和转矩分量，以实现更佳动态性能与精确度。 针对永磁同步电机低速运行时出现的转矩脉动问题，本研究提出了一种基于矢量控制技术结合RLS自适应滤波器优化方案。该方法能够有效去除噪声干扰，并提升速度估算精度，在减小转矩波动的同时提高了整个系统的动态性能和工作效率。 通过仿真测试验证了在保持高速运行特性不变的前提下，新提出的RLS算法相比传统PID控制器具有明显优势；这不仅证明了其可行性和有效性，而且为实际应用提供了理论依据和技术支持。