摘要：伴随着技术的革新和新材料的应用，直流电机的应用日趋减少，而交流电机的应用则与日俱增。在各类交流电机中，永磁同步电机凭借高效率脱颖而出。与其他交流电机相比优势明显。在结构简单的前提下，具备较高的控制精度；在无刷化的条件下，还能保证稳定运行。但理想电机并不存在，当电机运转时间过长，在内外部环境因素的影响下,容易出现故障。

本文主要是针对永磁同步电机转子不平衡的故障进行容错控制。建立两个永磁同步电机驱动系统的Matlab仿真，前者是基于PI控制，后者是基于自抗扰控制（ADRC）。通过在负载转矩上增加正弦波的干扰，以此来模拟电机转子发生故障，之后对其进行仿真分析，仿真结果说明自抗扰控制（ADRC）的容错控制效果更好。并利用基于LabVIEW的实验平台对上述仿真结果进行验证，实验结果证明当电机转子发生不平衡的故障时，ADRC控制能够更有效地削减外部干扰对电机转速的影响，并保持良好的性能状态，其容错控制效果更好。

关键词：永磁同步电机，容错控制，自抗扰控制（ADRC），PI控制-

目录

摘要

Abstract

1.绪论-1

1.1研究背景及意义-1

1.2国内外研究现状-3

2.永磁同步电机数学模型-5

2.1永磁同步电机的工作原理-5

2.2永磁同步电机的结构及优缺点-5

2.3永磁同步电机的数学模型-7

2.4坐标变换-9

2.4.1 Clark变换-9

2.4.2 Park变换-10

2.5三相电压源逆变器PWM技术-13

2.5.1 SVPWM算法的合成原理-13

2.5.2 SVPWM算法的实现-15

2.6 基于PI调节器的PMSM矢量控制系统-17

2.6.1转速环PI调节器的参数整定-17

2.6.2电流环PI调节器的参数整定-18

2.6.3仿真建模-19

2.6.4仿真结果分析-22

3.基于自抗扰控制器的永磁同步电机矢量控制系统-24

3.1自抗扰控制技术简介及原理-24

3.2自抗扰控制器的设计-27

3.3系统仿真及分析-28

4.实验平台系统设计和仿真验证-31

4.1系统硬件概述-31

4.1.1 NI CompactRIO机箱-31

4.1.2数据采集卡-31

4.1.3 电机驱动板-31

4.1.4电机平台-32

4.2系统软件概述-33

4.2.1信号处理-33

4.2.2 SVPWM控制-34

4.2.3控制方法-35

4.3转子不平衡故障实例分析-35

4.3.1两种控制方法的容错效果比较-35

4.3.2实验结果分析-38

总结与展望-39

参考文献-40

致     谢-42