永磁同步电机驱动系统—相关方向思考

Posted 2023-03-21 我是Jixon

起因

研究生从通信转到了永磁同步电机故障诊断和容错控制的相关方向，变化还是挺大的，好在导师比较负责，找了一个校外专门做这个方向的老师带我入门，开拓了不少眼界，本篇文章就介绍一下我对这个方向目前的认识和未来发展的看法。 研究生从通信转到了永磁同步电机故障诊断和容错控制的相关方向，变化还是挺大的，好在导师比较负责，找了一个校外专门做这个方向的老师带我入门，开拓了不少眼界，本篇文章就介绍一下我对这个方向目前的认识和未来发展的看法。

控制角度

谈到一个系统，那么首先想到的就是如何控制它，现有的针对永磁同步电机驱动系统的控制算法已经研究的比较多了，针对几个benchmark方法，PI控制、模型预测控制MPC、无差拍控制等等，已经有了较多的改进方法，有考虑扰动的，有加入参数辨识的，有改进目标函数的等等。所以这个方向再做下去的话我认为有较大的创新是比较难的，当然也不是完全没有改进的余地，仍然可以考虑同时从控制和调制算法上进行谐波的抑制、设计通用的控制方法(不依赖参数？)、设计不基于模型的控制方法，对控制理论比较熟悉的同学可以尝试从这些方面入手。关于控制方向还有许多其它的分支，比如无感控制、双电机控制等，这些我还没太了解，就不过多评述了。

故障诊断角度

对于永磁同步电机驱动系统的故障诊断，总的来说，有基于模型的方法、基于信号的方法和基于数据的方法。基于模型的和基于信号的方法已经做的比较多了，再做这个方向的话在方法创新上可能不会太高，更多的可能是主要改进现有方法的不足，比如诊断故障种类较少等问题。相关论文我认为质量比较高的有川大的王学庆老师，做了一个适用于五个故障的诊断方法。当然，提升可诊断的故障的种类数并不意味着多个方法的简单叠加，还要考虑这些方法之间的影响，避免误诊断等。随着人工智能等技术的发展，基于数据的诊断方法的优势越来越明显。这类方法可以从大量故障数据中提取样本特征到故障类别的映射关系，通常具有较高的精度。这类方法目前虽然有比较多的论文了，但大多数论文的计算复杂度都比较高，不太适合于在线实现。

容错控制角度

最后就是永磁同步电机驱动系统的容错控制，这个的话做的也比较多了。容错控制，顾名思义，就是在发生故障后仍能够使电机输出恒定的转矩。随着研究的不断深入，最小铜耗和最大转矩等目标引入到容错控制中去。最小铜耗的目标可以通过梯度下降法得到相应的电流参考值，而最大转矩目标则相对复杂，现有最优方法是这篇，能够在故障后输出目前能达到的最大转矩。

由于自己不是电气专业出身，所以最初做起来实验时也是比较费劲，这个东西还是要慢慢积累，如果有条件的话接触一下工程会提升自己的动手能力和经验，还是比较有益的。虽然自己当初为了补相关知识装模做样买了本电力电子的书籍学习，但无奈没坚持下去。虽然在目前这个大环境中，但希望自己还是尽量能够静得下心来，保持不急功近利的心态！！！

希望自己按时毕业！！！
(作者水平有限，还请各位高手多多指导，有想交流的同学可以在评论区联系我)