永磁同步电机高速度遗传估计算法matlab程序仿真(3)

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1.2 课题的研究意义

研究永磁同步电机首先也是最重要的一点就是研究其控制方法，掌握其控制方法才能将其更好应用于现实中的生产生活中去。

伴随着现代工业的快速发展，标志着一个国家工业实力的相应设备如精密机床、工业机器人等对其动力来源——电伺服驱动[3-6]系统的提高有了越来越高的要求。正当如此，永磁同步电机的卓越性能以成为电伺服系统执行电动机的主流。而随着现代电力电子、微电子技术及计算机技术等支撑，以永磁同步电机诸位执行机构的交流伺服驱动系统的发展的一极大地迈进。而伺服控制技术[7]室决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一，是国外交流伺服技术封锁的主要部分。随着国内交流伺服电机及驱动器等硬件技术逐步成熟，以软形式存在于控制芯片中的伺服控制技术成为制约我国高性能交流伺服技术及产品发展的瓶颈。研究具有自护知识产权的高性能交流伺服控制技术，尤其是最具应用前景的永磁同步电动机伺服控制技术，具有重要的理论意义和使用价值。

同步电动机驱动与普通交流电动机原理相同，在定子线圈产生旋转磁场带动转子，当电动机在无载时转子磁铁产生的ｄ轴磁场几乎与定子线圈产生的磁场在同一相位，负载加大时两个磁场相位逐渐拉大直到超过90°时就会产生失步，此种方法不需要转子磁极位置信息。论文网

磁场正交控制在转子磁场正交处投入定子线圈产生的磁场（此位置磁场称为ｑ轴），由电动机的原理得知此时电动机的转矩是最大的，因此，控制的重点在找出转子磁场的位置，一般多在电动机转子上安置传感器作为磁场位置检测用。内置磁铁的电动机控制原理基本上类似磁场正交控制，但为了高速使用会在定子线圈加入与转子磁场反向的ｄ轴电流成份作为弱磁控制（目的在降低电动机反电动势）。若未安装转子磁场位置感测组件，而利用电动机反电动势来执行磁场正交控制。磁场正交控制基本上又可区分为120°与180°的控制方法，这两种方法都是由三臂的功率晶体管（每臂有上下两个串接晶体管）组成驱动电动机的功率级，依据三臂的上下臂导通顺序分别对电动机三相线圈供电而形成旋转磁场。

永磁同步电机伺服控制系统主要有伺服控制单元、功率驱动单元、通讯接口单元、伺服电动机及相应反馈检测器件组成。其中伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等。全数字化的永磁同步电机伺服控制系统集先进控制技术和控制策略为一体，使其非常适用于高精度、高性能要求的伺服驱动领域，同时智能化、柔性化也已经成为了现代电伺服驱动系统的一个发展趋势。

1.3 遗传算法对本论文的意义

近年来，遗传算法(GeneticAlgorithm，简为GA)的研究得到了越来越多的关注。作为一种新型的、模拟生物进化机制的随机化搜索和优化方法，遗传算法简单通用、鲁棒性强，是一种无需任何初始信息并可以寻求全局最优解的、高效精确的优化组合方法[8]。

本文研究了遗传算法在永磁同步电机(PMSM)调速系统PID参数寻优中的应用：采用二进制编码方案，编程设计适应度函数，并调用遗传算法优化工具箱GAOT对PID参数进行整定；将种群中适应度最高的个体完整的复制到下一代中，使整个进化过程最终收敛于全局最优值；为实现理想的电机转速控制效果，满足调速系统在动态品质和稳态精度方面的较高要求，采用了误差绝对值时间积分型目标函数，并在其中加人超调惩罚功能项。在Matlab实验平台上对PMSM转速特性进行了仿真研究，效果比较理想，从而证明了该设计思路的有效性和可行性。