臺灣博碩士論文加值系統

本論文研製以數位信號處理器為主之全數位化同步磁阻馬達速度控制系統。文中分別以簡單的數學模型及考慮鐵損補償之電流迴路之同步磁阻馬達之數學模型，並利用電磁轉矩及端電流的關係，依據不同的馬達數學模型，配合最大轉矩控制策略及最大效率控制策略來補償同步磁阻馬達平均轉矩較小及功率不佳的缺點，並採用具抗雜訊及負載干擾的滑動模式速度控制器，以確保高性能的馬達速度控制。並結合修正式灰色預測器對系統轉速及滑動函數的未來發展趨勢作預測，在系統參數變動及外部干擾範圍未知的情況下，達成事先控制的效果，以減低系統的顫動現象。最後採用德製LN同步磁阻馬達為系統，先利用Matlab軟體加以模擬，再配合dSPACE公司生產之DS1102控制系統模組做為控制法則的運算工具，加上自製之硬體電路週邊，以實作結果來驗證所提之方法。

This thesis implements a full-digital speed control system of synchronous reluctance motor using digital signal processor. The mathematical models of synchronous reluctance motor include the simple type and the addition of core loss. We develop the maximum torque control strategy and maximum efficiency control strategy to improve the low torque and efficiency phenomenon. To avoid the disturbance and parameters variation of the system, the sliding mode speed control is used. The grey prediction is used to predict the motor speed or sliding surface of the boundary layer. Simulation is developed by using the Matlab software. Hardware achieved by using DS1102 processor board, which is the product of the dSPACE. Simulation and experiment results confirm the proposed
theory is correct.

中文摘要……………………………………………………………………………i
英文摘要……………………………………………………………………………ii
誌謝…………………………………………………………………………………iii
目錄…………………………………………………………………………………iv
圖目錄………………………………………………………………………………vii
第一章緒論…………………………………………………………………………1
1.1 研究動機………………………………………………………………1
1.2 研究目的…………………………………………………………………2
1.3 內容大網…………………………………………………………………3
第二章同步磁阻馬達………………………………………………………………4
2.1 磁阻馬達扭矩產生原理…………………………………………………4
2.2 同步磁阻馬達構造簡介……………………………………………………5
2.3 同步磁阻馬達的特點及其應用場合………………………………………5
2.4 同步磁阻馬達數學模式…………………………………………………6
2.4.1 座標轉換………………………………………………………………6
2.4.2簡單的數學模式………………………………………………………8
2.4.3修正式的數學模式…………………………………………………10
第三章磁阻馬達向量控制………………………………………………………14
3.1 簡介……………………………………………………………………14
3.2 控制策略………………………………………………………………14
3.2.1 未含鐵損補償之控制法則…………………………………………15
3.2.2 含鐵損補償之控制法則……………………………………………16
第四章灰色預測之理論基礎……………………………………………………21
4.1 灰色理論之概念與緣起…………………………………………………21
4.2 傳統灰色預測之程序……………………………………………………22
4.3 傳統預測技巧之修正……………………………………………………26
4.4 差分灰色模型預測之原理………………………………………………28
第五章灰色積分可變結構控制系統設計………………………………………32
5.1 可變結構控制之理論基礎………………………………………………32
5.1.1 相位平面與軌跡……………………………………………………32
5.2 灰色積分可變結構控制器之設計………………………………………37
5.2.1 可變結構模式滑動面之選擇………………………………………37
5.2.2 灰色預測器對滑動函數的預測方式………………………………40
5.2.3 灰色無顫動式控制器之設計………………………………………43
5.2.4 灰色積分可變結構控制系統的建構………………………………45
第六章模擬與實驗結果……………………………………………………………47
6.1 含灰色速度預測器之同步磁阻馬達滑動模式速度控制…………………47
6.1.1 灰色速度預測器與滑動模式控制系統之建構………………………47
6.1.2 模擬與實驗結果……………………………………………………50
6.2 電氣功率補償之同步磁阻馬達灰色滑動模式速度控制………………58
6.2.1 電氣功率補償之灰色滑動模式控制之建構………………………58
6.2.2 模擬與實驗結果……………………………………………………60
6.3 電磁轉矩補償之同步磁阻馬達灰色滑動模式速度控制………………70
6.3.1 電磁轉矩補償之灰色滑動模式控制之建構………………………70
6.3.2 模擬與實驗結果……………………………………………………71
6.4 電氣功率補償之同步磁阻馬達差分灰色滑動模式速度控制……………79
6.4.1 電氣功率補償之差分灰色滑動模式控制之建構……………………79
6.4.2 模擬與實驗結果……………………………………………………80
6.5 電磁轉矩補償之同步磁阻馬達差分灰色滑動模式速度控制……………89
6.5.1 電磁轉矩補償之差分灰色滑動模式控制之建構……………………89
6.5.2 模擬與實驗結果……………………………………………………90
第七章結論………………………………………………………………………99
參考文獻……………………………………………………………………………100
作者簡介……………………………………………………………………………104

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