永磁同步電機多領域建模與驅動特性分析.pdf

1、永磁同步電機具有結構簡單、效率高、低速性能好等許多優(yōu)點,作為驅動動力廣泛應用于航空航天器、電動泵、電動汽車等工業(yè)產(chǎn)品中,永磁同步電機的驅動特性直接影響著這些產(chǎn)品的性能。隨著計算機仿真技術的發(fā)展,仿真已成為永磁同步電機驅動系統(tǒng)重要的分析與設計手段之一,然而永磁同步電機驅動系統(tǒng)是涉及機、電、磁、控、熱等多個學科的復雜系統(tǒng),驅動系統(tǒng)性能受多方面因素的影響?，F(xiàn)有的仿真平臺難以實現(xiàn)多領域統(tǒng)一建模,在同一平臺下對系統(tǒng)進行全面的仿真分析。針對上述問題

2、,本文基于多領域統(tǒng)一建模仿真技術,對永磁同步電機驅動系統(tǒng)的多領域建模與仿真及其控制參數(shù)調(diào)節(jié)方法進行了研究,主要工作如下:
　　詳細分析了永磁同步電機數(shù)學模型及各種損耗的經(jīng)驗計算方法,以此為理論基礎研究了永磁同步電機模塊化非因果建模方法。本文基于Modelica多領域統(tǒng)一建模語言,以模型非因果表達,模型可重用性、可讀性強為原則,建立了考慮損耗的永磁同步電機多領域系統(tǒng)模型。該模型具有參數(shù)化、標準化的特點,可重用性強,可直接適用于組成復

3、雜多領域系統(tǒng),為永磁同步電機驅動系統(tǒng)的多領域建模奠定了基礎。
　　研究了永磁同步電機驅動系統(tǒng)的多領域建模方法。首先分析了永磁同步電機的控制方法,確定驅動系統(tǒng)的控制策略為矢量控制。然后分析了基于矢量控制永磁同步電機驅動系統(tǒng)組成結構及工作原理,繼而研究系統(tǒng)各領域組件模型的非因果表達及可重用機制,最后基于Modelica語言的組件連接機制,通過組件連接建立了基于矢量控制的永磁同步電機驅動系統(tǒng)模型,實現(xiàn)了同一平臺上各領域系統(tǒng)模型的耦合。<

4、br>　　探索了永磁同步電機驅動系統(tǒng)控制參數(shù)的調(diào)節(jié)方法。針對工程上調(diào)節(jié)控制參數(shù)困難的問題,本文提出采用蒙特卡洛隨機試驗的方法調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的參數(shù),該方法原理簡單,實用有效,可并行調(diào)節(jié)多個控制參數(shù)。
　　本文最后,以某型控制力矩陀螺為例,展現(xiàn)了永磁同步電機驅動系統(tǒng)多領域集成仿真的工程應用價值。采用多領域統(tǒng)一、面向對象的非因果建模方法,基于Modelica語言建立了該驅動系統(tǒng)的多領域耦合模型,并對該驅動系統(tǒng)特性進行全面仿真分析。采用蒙特