2.4  本章小结 11

3  遗传算法PID参数整合 12

3.1  遗传算法简介 12

3.2  遗传算法的基本步骤 12

3.3  遗传算法在本系统中的应用框架 13

3.4  遗传算法的设计与仿真 14

3.5  本章小结 16

4  利用MATLAB中的simulink建模并仿真 17

4.1  simulink简介 17

4.2  永磁同步电机高速度遗传估计算法控制simulink建模 18

4.3  仿真结果和分析 19

4.3  本章小结 20

结  论 21

致  谢 22

参考文献 23

附录A  遗传算法matlab程序 24

1  绪论

1.1  课题的研究背景

目前各类电机中永磁同步电动机[1]结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高。和直流电机相比，它没有直流电机的换向器和电刷等缺点。和异步电动机相比，它由于不需要无功励磁电流，因而效率高，功率因数高，力矩惯量比大，定子电流和定子电阻损耗减小，且转子参数可测、控制性能好；但它与异步电机相比，也有成本高、起动困难等缺点。和普通同步电动机相比，它省去了励磁装置，简化了结构，提高了效率[2]。永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制，因此永磁同步电机矢量控制系统引起了国内外学者的广泛关注。而且近年来高性能永磁材料的发展，永磁材料近年来的开发很快现有铝镍钴、铁氧体和稀土永磁体三大类；电力电子技术的发展大大促进了永磁同步电动机的开发应用。电力电子技术是信息产业和传统产业间重要的接口是弱电与被控强电之间的桥梁；规模集成电路和计算机技术的发展完全改观了现代永磁同步电动机的控制集成电路和计算机技术是电子技术发展的代表它不仅是高新电子信息产业的核心又是不少传统产业的改造基础。它们的飞速发展促进了电机控制技术的发展与创新。基于以上这些优点，研究永磁同步电机具有非常大的必要性。

在进入80年代后较低价格的钦铁硼永磁材料的出现，使永磁同步电动机能够进入普通民用的市场提供了可能，几十瓦到几百瓦永磁同步电动机开始在医疗器械、仪器仪表、化工、纺织以及家用电器等民用领域初显身手。

在90年代后，随着电力半导体器件的飞速发展，如GTR, GTO, MOSFET, IGBT的相继出现，另外微处理器、集成电路技术的发展，逆变装置也发生了根本性的变化，这些开关器件在向高频化、智能化、大容量化的方向发展，使永磁同步电动机的很重要的一传统直流电机具有运行效率高和调速性能好等诸多优点，被广泛地应用于对起动和调速有较高要求的拖动系统中，如电力牵引、轧钢机、起重设备等。 

目前国内外永磁同步电动机的一般控制技术应经比较成熟，但日本和美国具有较先进的永磁同步电动机制造与控制技术。特别是日本在民用方面较为突出，而美国则在军工方面更加先进。当前的研究热点主要集中在以下三个方面：①研究无位置传感器控制技术以提高系统可靠性，并进一步缩小电机尺寸与重量；②从电机设计和控制方法等方面出发，研究永磁同步电动机转矩波动抑制从而提高其伺服 ，扩大应用范围；③设计可靠小巧，通用性强的集成化永磁同步电动机控制器。但这些技术尚各自存在局限性，需要进一步的研究。