


本书系统阐述了永磁同步电机先进控制技术体系,涵盖基础理论、核心算法与工程应用三个维度。内容以矢量控制策略为理论基石,深入探讨无模型预测控制、转矩脉动抑制、在线参数辨识等关键技术,重点解析弱磁区转矩优化控制、抗负载扰动转速环设计、无位置传感器复合控制等前沿方法。技术体系包含动态预测补偿机制、超局部模型扰动观测、递推最小二乘参数辨识等创新方法,并通过扩展卡尔曼滤波、滑模观测器等多模态算法实现控制精度提升。全书采用“建模-仿真-验证”闭环验证架构,结合MATLAB/Simulink数值仿真与实物实验,构建覆盖参数敏感性分析、系统延迟补偿、多工况动态响应的完整验证体系。本书适用于新能源汽车电驱系统、工业伺服控制等领域研发人员,以及电气工程、自动化专业师生阅读参考,为高精度电机控制提供从理论推导到工程落地的系统性解决方案。
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丛书序
前言
目录
第1章 概述
1.1 研究背景与意义
1.1.1 新能源汽车产业发展趋势
1.1.2 车用永磁同步电机的应用特点与技术挑战
1.1.3 高性能驱动控制技术的研究意义
1.2 永磁同步电机控制技术概述
1.2.1 磁场定向矢量控制(FOC)技术
1.2.2 直接转矩控制(DTC)技术
1.2.3 宽调速范围转矩控制策略(MTPA与弱磁)
1.2.4 先进控制策略及应用
第2章 永磁同步电机数学模型和预测控制基本原理
2.1 坐标变换原理
2.2 三相永磁同步电机基本结构
2.3 三相永磁同步电机数学模型
2.4 空间脉宽矢量调制(SVPWM)
2.5 MPCC基本原理
2.5.1 代价函数
2.5.2 预测模型
2.5.3 系统延迟补偿
2.6 抑制模型参数不确定性引起的扰动的永磁同步电机的MPCC方法
2.6.1 参数敏感性分析
2.6.2 实现流程
2.6.3 仿真验证与分析
2.7 增强鲁棒性的表贴式永磁同步电机的MPCC方法
2.7.1 三相永磁同步电机在旋转坐标系下的数学模型
2.7.2 在旋转坐标系下的MPCC方法
2.7.3 实现流程
2.8 小结
第3章 转矩脉动抑制方法
3.1 转矩脉动和转矩控制精度影响因素分析
3.1.1 无差拍电流预测控制原理
3.1.2 电机参数对转矩脉动的影响
3.1.3 电机参数对转矩控制精度的影响
3.1.4 仿真验证与分析
3.2 超局部模型原理
3.2.1 超局部模型的数学描述
3.2.2 基于超局部模型的传统方法的设计流程
3.3 基于超局部模型和无参数龙贝格观测器的参数不确定性抑制方法
3.3.1 表贴式永磁同步电机的超局部模型方程
3.3.2 改进的无参数龙贝格扰动观测器设计
3.3.3 基于超局部模型的超前一拍电流预测控制
第4章 参数辨识与转矩精确控制方法
4.1 永磁同步电机参数辨识方法
4.1.1 参数辨识原理
4.1.2 常用的参数辨识方法
4.2 基于递推最小二乘法的弱磁区转矩脉动抑制和精确控制协同优化方法
4.2.1 电机参数解耦
4.2.2 带遗忘因子的递推最小二乘法原理
4.2.3 基于带遗忘因子的递推最小二乘法在线辨识电感和磁链
4.2.4 仿真验证与分析
第5章 弱磁区转矩控制
5.1 永磁同步电机弱磁控制理论
5.1.1 电压极限圆
5.1.2 电流极限圆
5.1.3 弱磁运行区域分析
5.2 传统负反馈弱磁控制策略
5.3 分区间弱磁控制策略
5.4 仿真分析
第6章 转速环抗负载扰动控制策略研究
6.1 永磁同步电机转速环闭环控制策略研究现状
6.2 负载转矩观测器研究
6.2.1 非奇异终端滑模负载转矩观测器设计
6.2.2 观测器稳定性分析
6.2.3 基于负载转矩观测器的转速环控制策略
6.3 转速环控制器性能仿真分析
6.3.1 仿真平台搭建
6.3.2 负载转矩观测器仿真结果分析
6.3.3 引入观测器补偿前后仿真结果对比分析
6.4 小结
第7章 无位置传感器控制方法及参数辨识
7.1 模型参考自适应方法
7.1.1 方法原理
7.1.2 MARS仿真分析
7.2 基于扩展卡尔曼滤波观测器的无位置传感器控制方法
7.2.1 卡尔曼滤波观测器
7.2.2 仿真分析
7.3 基于滑模观测器的无位置传感器控制方法
7.3.1 滑模控制方法的原理
7.3.2 滑模观测器的应用
7.3.3 仿真分析
7.4 参数失配的影响
7.5 在线参数辨识方法
7.5.1 最小二乘法理论
7.5.2 递推最小二乘法
7.5.3 递推最小二乘辨识电机参数
7.6 无位置传感器控制结合参数辨识的控制策略
7.7 仿真分析
7.8 小结
第8章 电机驱动系统高压对低压系统串扰耦合
8.1 电机驱动系统高压对低压串扰耦合路径
8.2 电机驱动系统高低压耦合路径建模
8.2.1 控制器内部高低压耦合路径建模
8.2.2 线缆高低压串扰耦合路径建模
8.2.3 系统高低压耦合路径建模
8.3 电机驱动系统高低压串扰耦合试验与抑制方法
8.3.1 试验分析
8.3.2 串扰耦合抑制方法
8.4 小结
参考文献
后折页
封底
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