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基于重复控制的船舶永磁同步推进电机转速脉动抑制研究
| 论文题名： | 基于重复控制的船舶永磁同步推进电机转速脉动抑制研究 |
| 关键词： | 永磁同步电机;船舶动力系统;矢量控制;脉冲抑制;相位补偿 |
| 摘要： | 随着电力电子技术的日渐成熟，电力推进船舶在近些年得到了迅速的发展。本文以船舶永磁推进电机为研究对象，针对永磁同步电机在低速工况下的转速脉动问题，提出了引入重复控制器、改进重复控制器内模和采用二阶重复控制器的方法。主要研究工作如下： 首先，针对永磁同步电机转速脉动较大的问题，提出一种在矢量控制系统中引入重复控制器的方法。通过对电机结构以及电控系统非线性因素进行理论分析，得出电机转速脉动的原因，同时分析了传统矢量控制系统的缺陷，进一步提出引入重复控制器的方法。其次，针对理想重复控制器导致系统不稳定的问题，提出一种重复控制器内模改进方案，采用3阶零相位巴特沃斯滤波器限制其高频增益，引入线性相位超前模块补偿系统相位，并使用二自由度PI控制来限制其超调。Simulink仿真结果表明，改进后的重复控制器使系统稳定的同时也具有良好的转速脉动抑制效果。最后，针对工程应用中扰动谐波周期有偏差且重复控制对谐波周期准确度要求高的问题，提出使用改进型二阶重复控制器，随后通过仿真说明其在谐波周期不准确的情况下仍具有较强的谐波抑制作用。 综上所述，本文从抑制转速脉动、保证稳定系统和提高工程实现意义三个角度进行了研究。通过引入重复控制器抑制转速脉动；通过改进重复控制器内模并使用二自由度PI控制，提升系统动静态性能；使用二阶重复控制器来增强系统对谐波周期误差的容忍度。 |
| 作者： | 高航 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 刘彦呈 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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