永磁同步电机伺服系统：高性能控制策略研究

"永磁同步电机的研究" 永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）是现代工业领域中的重要电动机类型，尤其在伺服传动系统中扮演着关键角色。这种电机因其高效率、高功率密度和宽调速范围等优点，在中低容量运动控制系统中得到了广泛应用。永磁同步电机的研究主要集中在提高其性能和调速范围，以满足各种复杂应用的需求。 论文作者陈荣在南京航空航天大学攻读电力电子与电力传动专业的博士学位时，深入研究了PMSM伺服系统。他关注的重点是如何在电机参数变化和外部负载扰动等不确定因素下，通过先进的控制策略增强系统的适应性和抗干扰能力。 论文首先对比分析了永磁同步电机的两种主要控制技术——矢量控制和直接转矩控制。矢量控制通过解耦电机的交直轴，提供线性的转矩控制特性，从而实现平稳的转矩输出和宽调速范围。考虑到伺服传动控制的特殊要求，选择了矢量控制作为PMSM伺服系统的控制方案。 论文详细探讨了四种电流控制方法，包括基于id=0的转子磁场定向矢量控制，以优化转矩输出、功率因数和电流控制特性。此外，还根据自动控制理论建立了永磁同步电机伺服系统的数学模型，并设计了系统的调节器，以确保系统稳定性和动态性能。 论文进一步分析了系统动态性能与调节器参数的关系，以及负载变动和参数变动对系统的影响，提出了相应的应对策略。特别地，针对电流环的零点漂移问题，提出了细致的调整方法，以改善低速性能；同时，通过调整电流调节器的PID参数和逆变器的调制比，提升了电机在高速段的响应性能。 这篇博士学位论文为永磁同步电机伺服系统的研究提供了详实的理论基础和实践指导，对于提升电机控制系统的性能和鲁棒性具有重要意义。