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关键词： 肿瘤-淋巴免疫   时滞   稳定性转换   Hopf分支   最优控制  

摘要： 根据不同部位和不同形态肿瘤细胞的生长数据,构建精准的肿瘤生长模型去预测肿瘤的生长规律,已成为优化肿瘤诊疗的重要依据和前提。通过研究肿瘤-淋巴细胞免疫时滞模型的动力学性质与应用控制优化理论探索化疗联合免疫抑制肿瘤生长的疗效,均可为临床中设计有效抑制肿瘤生长的方案提供重要的理论支持与参考。首先,本文运用最小二乘法和SPSS22.0分别得到了已知肿瘤最大环境容纳量和未知肿瘤最大环境容纳量时的三类肿瘤生长模型的参数估计公式。通过参数估计式和已有数据,得到了发病率和死亡率都较高的10类肿瘤的生长率,利用MATLAB进行了数据拟合。再将肿瘤细胞生长初期数据的前四分之三作为拟合所用数据,后四分之一作为预测所用数据,进一步验证了拟合效果,并根据肿瘤生长模型拟合效果,确定了各类肿瘤细胞所符合的最佳生长模型。其次,考虑到淋巴细胞成熟和肿瘤细胞增殖的时间延迟现象,以及结直肠癌肿瘤细胞呈Logistic型生长的特点,建立了具有双时滞的肿瘤-淋巴细胞免疫反应Logistic模型。以时滞为参数,通过特征方程根的分布情况并应用稳定性转换曲线方法得到了模型平衡点的局部稳定性与其在时滞平面上更广泛的稳定性区域。应用泛函微分方程分支理论、中心流形定理与规范型理论得到了模型在平衡点处经历Hopf分支的条件及其分支性质,并通过数值模拟展示了时滞对肿瘤-淋巴细胞免疫反应模型稳定性、周期振动行为的影响,以及在双Hopf分支点处的丰富的动力学行为,如混沌等现象。最后,在肿瘤-淋巴细胞免疫模型中引入了过继性细胞免疫治疗项和化疗项,以最小化剩余肿瘤细胞数量、杀伤淋巴细胞数量以及联合治疗成本为目标,建立了化疗联合免疫抗肿瘤的最优控制模型。根据模型无肿瘤平衡点的稳定条件探讨了高剂量单一免疫治疗和高剂量单一化疗抗肿瘤的疗效。利用最优控制理论和Pantryagin极大值原理证明了最优控制存在的充要条件,并通过数值模拟分别展示了单一治疗和联合治疗的疗效以及最优联合治疗策略的药物剂量关系。

关键词： Caputo型分数阶微分方程   三次拉格朗日插值   局部截断误差估计   最优控制问题  

摘要： 分数阶微积分定义是整合和统一分数阶微分和分数阶积分得到的,而分数阶微分方程是在整数阶的基础上发展建立起来的,它被广泛应用于记忆材料、信号处理、分析形理论、信息理论、电化学过程等领域.由于在很多工程领域中,分数阶微分系统比整数阶微分系统更能准确、合理的描述系统的动态变化,所以前者具有更好的发展前景.而在如今的许多生产实际问题中会涉及到许多条件指标,要想协调好各个条件因素之间的影响,就需要我们从整体的的角度分析和研究问题系统,即使用最优控制的方法.而当要解决的问题模型涉及到分数阶微分系统时,我们有时也需要采用最优控制的方法,因此最优控制问题如今逐渐成为了许多国内外学者研究的一个热点.本文主要研究了Caputo型分数阶微分方程及其最优控制问题的高阶数值算法,在第一部分我们用分段三次插值多项式去近似Caputo型分数阶导数,从而构造了分数阶常微分方程以及一维、二维时间分数阶偏微分方程的高阶数值格式,然后对构造的这些数值格式进行局部截断误差估计,证明了其在时间上是4-阶收敛,在空间上是2阶收敛的.最后,我们进行一系列相关的数值实验,进一步证明了所构造的数值算法的有效性.在本文的第二部分我们研究了一维和二维时间分数阶偏微分方程的最优控制问题,一般来说解决最优控制问题有两种方法,一种是先优化后离散,另外一种是先离散后优化,我们采用的方法是前者.然后用有限差分法对时间和空间上的导数进行离散得到了Caputo型分数阶一维、二维偏微分方程的高阶数值格式,然后对构造的数值格式进行局部截断误差估计.最后,我们进行相关的数值实验进一步证明了该高阶数值算法的有效性.

关键词： 感应电机   直接转矩控制   容错控制   无传感器   虚拟转矩  

摘要： 目前新能源汽车行业发展迅速,感应电机(Induction Motor,IM)凭借耐用性好、结构稳定和能量转化效率高等优点被广泛应用于新能源汽车领域。直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)是一种采用滞环控制器的部分解耦控制系统,不需要进行复杂的旋转坐标变换,可以在较短的时间内实现快速的转矩控制,具有动态性能好、结构简单和鲁棒性高的优点,是一种感应电机高性能控制方法。但是DTC转矩纹波较大,低速稳态性能较差,电流信号的可靠性与准确度对DTC闭环控制系统的稳定性和控制精度至关重要,而电流传感器容易因高温、振动和复杂电磁干扰发生故障造成信号失准甚至丢失。本文主要对以上DTC存在的不足展开研究。首先,针对DTC纹波较大、低速稳态性能不足的问题,利用定子磁链和定子电流矢量的矢量积和标量积作为新的状态变量,推导由电磁转矩与虚拟转矩构成的对偶转矩模型,根据对偶转矩模型推出改进的DTC控制方法即直接对偶转矩控制(Direct Dual Torque Control,DDTC)。所提方法可以直接计算电磁转矩和虚拟转矩,增设磁链闭环负反馈控制实现多时间尺度下变量的独立控制,拥有较好的纹波抑制能力与转矩响应速度。通过分析电磁转矩与虚拟转矩对电机参数变化的敏感性,从理论上说明DDTC方法对定子电阻和转子电阻参数鲁棒性强。经仿真验证,DDTC方法转速响应速度快,鲁棒性强,能有效抑制转矩纹波与磁链纹波。然后,针对闭环控制系统对电流信号依赖性强,电流传感器易发生故障造成电流信号失准甚至丢失的问题,提出适用于DDTC的电流传感器容错控制方案。通过设计反馈矩阵,用全阶状态观测器重构的定子电流替代电流传感器测量的定子电流,让感应电机实现电流传感器故障情况下的容错运行。通过对观测系统的稳定性和参数鲁棒性进行分析,从理论上证明该观测器系统对定子电阻和转子电阻参数变化敏感性低。经过仿真验证,该全阶状态观测器能够准确估计定子电流,让DDTC控制系统实现无电流传感器的容错运行,减少控制系统对电流传感器的依赖,提高控制系统的安全性。最后,在理论论证和仿真分析的基础上,以dSPACE DS1104控制器为核心,搭建感应电机控制系统半实物实验平台,对常规DTC方法、DDTC方法以及基于全阶状态观测器的DDTC方法进行实验测试。实验波形结果表明,本文方法能减小转矩纹波与磁链纹波,能实现感应电机的无电流传感器控制,具有良好的动态性能与稳态性能。

关键词： 变频器供电永磁同步电动机   电磁振动   电磁力波   定子固有频率   电磁振动削弱措施  

摘要： 永磁同步电动机以其体积小、效率高、功率密度大等诸多优点广泛应用在航空航天、国防、工农业生产和日常生活当中。随着电机性能的不断提高,人们对永磁同步电动机综合性能的要求也越来越高,电机的振动噪声水平已经成为衡量其综合性能的一项重要指标。尤其是在一些高速大功率的应用场合,电机的振动和噪声问题非常突出,严重影响电机系统的工作可靠性,是亟待解决的关键问题之一。电磁力波激发的电磁振动是永磁同步电动机振动噪声的最主要来源。尤其是对于变频器供电永磁同步电动机,丰富的谐波电流产生的电磁力波分量将加剧电机的电磁振动。同时,变频器供电永磁同步电动机的转速变化范围宽,电磁力波频率变化范围大且较难避开电机定子的固有频率,使得电机电磁振动的抑制更加困难。目前国内外学者在永磁同步电动机电磁振动分析方面已经取得了一定的研究成果,但在电磁力波和定子固有频率的计算方法以及电磁振动的削弱措施方面还存在诸多不足,主要体现在:现有电磁力波计算方法不能准确确定各电磁力波的完整表达式;缺乏能准确考虑定子复杂结构的固有频率快速准确计算方法;缺乏系统完整的变频器供电永磁同步电动机电磁振动削弱措施。鉴于此,本文依托国家自然科学基金重点项目“变频器供电永磁同步电动机电磁振动关键基础问题研究”(项目号:51737008),对变频器供电永磁同步电动机电磁振动分析、计算和削弱这一关键基础难题展开深入研究,主要研究工作总结如下:(1)子域法与磁动势—磁导法相结合的变频器供电表贴式永磁同步电动机电磁力波快速准确计算方法现有电磁力波计算方法都不能准确确定包括幅值、阶次、频率和相位在内的完整电磁力波表达式,不利于电磁力波的分析和电磁振动的削弱。针对上述不足,本文提出一种子域法和磁动势—磁导法相结合的表贴式永磁同步电动机电磁力波快速准确计算方法。针对空载工况,基于子域法对表贴式永磁同步电动机的无槽和开槽定子模型进行求解,快速求得电机空载气隙磁动势和气隙磁导;基于磁动势一磁导法对电机空载气隙磁密进行计算,根据麦克斯韦应力张量法对电机的空载电磁力波进行求解,快速准确得到空载电磁力波的完整表达式。考虑转子磁场谐波,建立变频器供电表贴式永磁同步电动机的数学模型,得到变频器供电下绕组电流及其产生的电枢磁动势;基于子域法对电枢磁动势单独作用下的磁导模型进行求解,得到电枢磁动势单独作用时的气隙磁导;采用磁动势—磁导法对电枢磁场进行计算,并将其与空载气隙磁密叠加,得到电机的负载气隙磁密,进而获得电机的负载电磁力波。(2)有限元法与磁动势—磁导法相结合的变频器供电内置式永磁同步电动机电磁力波快速准确计算方法准确考虑内置式永磁同步电动机复杂转子结构,本文提出一种有限元法和磁动势一磁导法相结合的内置式永磁同步电动机电磁力波快速准确计算方法。针对空载工况,分别对内置式永磁同步电动机的无槽和开槽定子模型进行有限元仿真,准确求得考虑转子复杂结构的空载气隙磁动势和定子开槽引起的气隙磁导系数,基于磁动势—磁导法求得电机的空载气隙磁密和电磁力波。对采用最大转矩电流比控制方式时内置式永磁同步电动机的额定电流和电枢磁动势进行计算,在冻结磁导率的基础上,将转子槽内永磁体设置为空气,对转子开槽前后的结构模型进行有限元仿真,得到转子开槽和磁桥饱和引起的直轴和交轴气隙磁导系数;采用磁动势—磁导法对电机的电枢和负载气隙磁场进行计算,进一步根据麦克斯韦应力张量法求得电机的负载电磁力波。分析表明,内置式永磁同步电动机中转子开槽和磁桥饱和对电枢基波磁动势直轴分量的影响较大,而对电枢基波磁动势交轴分量和电枢谐波磁动势的影响很小。与直接采用有限元法计算内置式永磁同步电动机的电磁力波相比,采用本文提出的方法能够极大地缩短计算时间,明确电磁力波各分量的具体来源,便利了电磁振动的计算和削弱。(3)计及定子复杂结构和各向异性材料参数的定子固有频率快速准确计算方法现有定子固有频率解析计算方法对定子简化较多,计算结果精度低;而有限元法又存在建模工作量大且计算耗时长的弊端。针对现有解析法和有限元法在定子固有频率计算中的缺点,本文提出一种基于能量法的定子固有频率快速准确计算方法。建立包括定子铁心、绕组、机壳在内的定子准确等效模型,将定子铁心和机壳等效为内外分别附加轴向肋的圆柱壳。考虑叠片铁心和等效绕组的正交材料特性,基于复合材料参数计算方法给出定子铁心和绕组的正交各向异性材料参数确定方法。计及定子复杂结构和材料各向异性,采用能量法推导定子在自由边界条件下的固有频率特征方程,基于复合壳体理论对定子铁心和机壳组成的复合壳体固有频率解析计算模型进行改进,快速求得定子固有频率。与有限元仿真和样机测试结果相比,本文提出方法能准确考虑定子各部分质量和刚度,计算结果具有很高的准确性。最后,深入分析定子结构参数对其固有频率的影响规律,为定子固有频率的调整和电磁振动的抑制奠定理论基础。

关键词： 能源管理   变频器   IGBT   等效热阻模型   风扇选型  

摘要： 随着人们越来越重视能源与环境的可持续发展,特别是对于双碳目标下的能源管理,变频器在新能源系统上的应用愈加广泛。绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为一种具有诸多优点和发展潜力的高压大电流等级电力电子器件,在变频器中的应用十分广泛。然而,在IGBT集成化和微型化发展的同时,其功率等级的快速提高带来了明显的高热流密度,需要进行复杂的热分析和热设计,以保证变频器中的IGBT及其它器件的工作性能。本文先介绍了变频器IGBT模块散热的基本理论,并在此基础上对变频器中的主要发热元件IGBT模块进行热分析、热设计以及实验验证。对于热分析部分,本文探讨了IGBT在变频器中的运用,并分析了IGBT模块的工作特性,据此计算验证IGBT模块在正常工作下的热功率;然后在此基础上,通过研究分析电力电子设备常用的两种等效热路模型,建立了适用于本文的等效热路模型,推导出了IGBT模块各节点温度的计算方法。对于热设计部分,结合热分析中得到的IGBT模块功率损耗和具体工程问题,通过对散热风扇的尺寸、风量的确定,设计出基本的散热器结构,并通过仿真得到的系统阻抗曲线与散热风扇本身的PQ曲线进行对比,得到散热风扇的具体型号,然后基于上述设计出的散热系统结构,综合考虑仿真得到的系统中各处温度,对基本散热系统中散热器的特征尺寸和IGBT模块的安装位置进行设计优化,并反馈到之前的散热风扇选型设计上,优化迭代散热系统,并对设备的自主反馈控制系统提供相应的数据参考,优化后的设备与之前相比,IGBT模块上的最高温度降低了7.11%（4.7℃）,散热器体积减少了55.9%(2.7698×10-5m3)。对于实验验证部分,本文为变频器IGBT模块及其散热系统搭建了专门的实验平台,通过测量IGBT模块和散热器上的温度,对所设计的散热系统进行散热性能研究。通过与仿真中的结果对比,验证了本论文从变频器IGBT模块的热分析开始,通过对其散热系统的热设计,到最后实验验证的正确性,进一步验证了本文对变频器IGBT模块散热系统进行设计优化迭代思路的可行性,契合了双碳目标下低耗材、小体积和能源精准控制的需求。

关键词： 混合养老金计划   目标收益养老金   通胀风险   长寿风险   随机动态规划方法  

摘要： 随着人口老龄化和预期寿命的延长,人们对养老金的需求也随之增加.养老金的资产配置问题变得越来越重要.在传统的养老金计划中,风险只由养老金管理者和参与者其中的一方承担,这大大降低了参与者的积极性.于是产生了混合养老金计划,并在许多国家广泛使用.混合养老金计划的风险在计划发起人、参与者以及参与者的不同代际之间进行分担,以维持稳定的收益支付水平和养老金计划的可持续性.本文从养老金管理者的角度出发,研究混合养老金的最优控制问题.以养老金体系保持收支平衡为目标,在不同的金融市场和风险因素下为养老金管理者寻求最优控制策略. 首先,在通胀风险影响下研究了一类混合养老金计划―目标收益养老金(target benefits pensions,TBP)的最优投资和收益支付问题.为了保护从该计划中受益之前死亡的养老金成员,考虑保费返还条款.养老金对无风险资产,通胀指数零息债券,风险资产进行投资.以计划参与者的福利和养老金终端财富的预期效用最大为优化目标求解最优控制策略.为了兼顾养老金管理者和计划参与者的利益,采用Cobb-Douglas效用函数建立优化模型,运用随机动态规划方法求解得到了最优策略和值函数的表达式.最后,通过数值分析,讨论了相关参数对最优策略的影响. 其次,研究了长寿风险影响下混合养老金计划的最优投资和调整问题.假设长寿风险由动态死亡率模型来度量,这扩展了马克汉姆定律.金融市场的股票遵循常弹性方差(constant elasticity of variance,CEV)模型.同时考虑在模型不确定理论框架中,养老金管理者有不同程度的模糊厌恶.目标是在有限的时间范围内,使缴费和收益支付调整以及最终财富的预期贴现效用最小.通过违约前和违约后情况的哈密顿-雅可比-贝尔曼(Hamilton-Jacobi-Bellman,HJB)方程.在指数损失函数下推导出了-鲁棒最优投资策略和调整策略.并对重要参数进行了数值分析. 最后,研究了通胀风险和模型不确定下混合养老金的最优投资和调整问题.养老金管理者对模型参数不确定带来的风险是模糊风险厌恶的.养老金投资于无风险资产和风险资产,考虑通货膨胀与金融市场具有相关性.以参与者缴费偏离目标,退休后养老金收益支付偏离目标以及代际之间风险分担的组合最小化为目标.通过建立相应的HJB方程,在指数效用函数的形式下求解得到了最优投资策略和调整策略.

关键词： 沙蚤寄生虫病   时间最优控制   Bang-Bang控制   有限资源  

摘要： 沙蚤病是一种表皮寄生虫性皮肤病,它严重影响着人类和动物的生命和健康,尤其是在经济相对落后和环境卫生较差的地区.本文建立了一个非线性沙蚤寄生虫病动力控制系统,并在资源有限的情况下,研究了一类根除沙蚤寄生虫病的时间最优控制问题.具体内容如下:首先,依据沙蚤的生命周期和沙蚤寄生虫病的实际感染过程,考虑了控制该寄生虫病的四种措施,建立了一个基于人群-沙蚤种群的寄生虫病控制系统;证明了该系统解的存在唯一性,以及解的非负有界性.其次,以四种控制措施为控制变量,以该寄生虫病的根除时间为目标泛函,以终端时刻感染者人数和有限资源为主要约束条件,建立了一个具有状态约束的时间最优控制问题;证明了最优控制的存在性和最优控制的特征.再次,提出了一种结合控制参数化方案和内点方法的数值算法.最后,采用了Brazil东北部Fortaleza地区人群和沙蚤种群的实际数据进行了数值模拟,讨论了有限资源和有效资源对于根除时间和控制该疾病的影响.研究结果表明:疾病的最短根除时间和有效资源之间存在着制衡关系,只要恰当地使用有限资源,该寄生虫病就能得到有效控制.在雨季,即使没有采取任何控制措施,疾病也会消亡,而一旦施加控制,就可以大幅度地缩短寄生虫病的根除时间;在旱季,给出了有限资源的有效区间,当有限资源低于该区间的下界时,该疾病将无法被根除,当有限资源高于该区间的上界时,即使增加资源也不会缩短该寄生虫病的根除时间.此外,加强个人防护、改善治疗措施、提高成虫消杀率有助于根除此种寄生虫病.加强个人防护措施可以使潜伏期感染者人数迅速减少;改善治疗手段可以快速降低感染者数量;加强成虫消杀措施可以使沙蚤成虫数量迅速减少.以上结论可以为沙蚤寄生虫病的预防和控制提供定性和定量参考.

关键词： 互耦型开关磁阻电机   驱动系统   直接转矩控制   动态误差   动态响应能力  

摘要： 互耦开关磁阻电机（Mutually-Coupling Switched Reluctance Machine, MCSRM）是基于开关磁阻电机（Switched Reluctance Machine, SRM）的基础上开发的一款新型磁阻电机，它继承了 SRM 成本低、结构简单的特点。此外，相较于 SRM，MCSRM的转矩密度更高，而振动和噪声更低，因此 MCSRM具有更广阔的应用前景。MCSRM采用双凸极结构，各激励相之间相互耦合，因此有必要对MCSRM的建模与控制策略进行研究，从而为后续高性能控制策略的研究打下基础。　　本文针对 MCSRM的建模以及控制两个方面进行研究。主要内容如下：首先，研究了 MCSRM的工作原理,推导了MCSRM的数学模型;其次，根据数学模型提出了一种基于实测的dq轴建模方法,并分析了dq 轴下 MCSRM 磁链的周期性和对称性。基于周期性和对称性开展实测，将实测的数据进行处理和函数拟合，得到不同角度下 MCSRM 的磁链-电流特性和电磁转矩特性的解析公式。然后，验证了实测的电机特性和有限元软件所得结果之间的静态误差;之后，在实测模型的基础上，研究了 MCSRM 的直接转矩控制（Direct Torque Control, DTC）策略，并搭建了基于 MATLAB/Simulink的系统仿真模型。结果表明，在不同工况下，系统模型均能正常运行，验证了模型的合理性和有效性;最后，搭建了 MCSRM 驱动系统软、硬件平台，并使用该平台进行实测分析。实测结果验证了模型的动态误差，以及 DTC 的动态响应能力。　　实测结果表明，本文提出的基于实测的dq轴建模方法，其静态误差为9.11%，动态误差为3.76%，和电机的实际特性较为吻合，且DTC相较于FOC，其动态响应能力提升幅度为57.12%，基本达到了设计指标要求。

关键词： 轨迹规划   神经网络   最优控制   模型预测   状态空间采样  

摘要： 越野无人车辆在军事、矿山等应用场景中具有显著的优势,现有的无人驾驶研究多数针对结构化交通环境,越野环境下的轨迹规划与结构化道路轨迹规划存在较大的差别。在越野环境下车辆需要考虑路面质量和材质,对不同区域进行风险预测,基于这些信息在全局区域中获得优化行驶轨迹,并在行驶过程中对遇到的动态障碍物进行局部避障。本文开展的研究内容如下:（1）基于神经网络的环境图像识别和分类。通过建立分类网络模型对环境不同属性的区域给定不同风险系数,最后池化形成栅格地图。在局部规划地图中加入高程元素,提取车辆坐标系下的横向坡度、纵向坡度信息,一方面用于提高车辆运行的舒适程度,另外更重要的是预测车辆是否会发生碰撞和翻滚等危险状况。（2）设计模型预测轨迹生成全局规划算法。在轨迹规划中使用模型预测的轨迹生成方法,即基于优化的轨迹生成方法,对优化问题使用了BSGF的求解方式。在全局规划中为了避免规划在狭窄区域陷入局部最优,使用了随机状态点的采样方式,最后结合A*的寻优原理搜索出全局轨迹,A*算法中的代价函数是将采样轨迹投影到二维的全局风险地图中评价得到。（3）设计模型预测轨迹生成局部规划算法。局部轨迹以全局轨迹为参考,保证了局部轨迹生成具有引导方向,所以使用了固定区域的采样方式,提高了规划算法的稳定性。局部规划中将轨迹映射到空间曲面考虑路面坡度、车辆几何模型、车辆运动学等影响。（4）为了保证算法的实用性进行了试验设计。以ROS（Robot Operating System）为软件开发平台,引用了感知、定位、控制等非本文设计的算法功能包,最终移植到英伟达计算平台。试验设计了非结构化平面试验场地和越野试验场地,最终试验证明,通过神经网络对环境识别能够用于轨迹规划,基于模型预测轨迹生成的方法可以得到满足车辆模型约束的可行轨迹,并且局部轨迹规划能够实现动态和静态的避障,满足安全和实时性要求。

关键词： 永磁同步电机   矢量控制   自抗扰控制   粒子群优化算法  

摘要： 永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)利用永磁体进行励磁,除了具有结构简单、功率密度高、可靠性高和易于维护的优势外,还表现出优越的节能效果,因此扩大PMSM的应用领域对于缓解当今社会能源短缺问题具有重要意义。为实现PMSM在机器人、航空和电动汽车等对电机性能和控制精度要求较高的领域的广泛应用,寻找恰当的控制方法对PMSM进行控制就变得尤为重要。在此背景下,本文在传统的PMSM双闭环控制方法的基础上采用改进的粒子群优化算法和自抗扰控制对其转速环进行改进,本文主要内容如下:首先建立PMSM在两相旋转坐标系下的数学模型并对空间电压矢量脉冲宽度调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)技术进行阐述。针对当PMSM双闭环控制系统的转速环采用PI控制器时存在抗扰动能力差且难达到高性能要求的问题,设计出应用于转速环的自抗扰控制器,又结合电机矢量控制和SVPWM控制技术,设计了利用自抗扰控制器控制电机转速环的PMSM双闭环控制系统。通过对该系统建立仿真模型并与采用传统双闭环PI控制器的电机仿真模型进行对比,验证了将自抗扰控制器应用到转速环对电机转速跟踪效果提升的有效性。其次为进一步提升电机的动态性能,针对自抗扰控制器中参数较多造成的参数调整困难的问题,采用改进的粒子群优化算法对控制器参数进行寻优整定。针对标准粒子群优化算法易陷入局部最优的问题,利用带收缩因子的学习因子设置方法和非线性的惯性权重系数调整方案对标准粒子群优化算法进行改进。通过在MATLAB/Simulink中搭建了采用改进粒子群优化算法的自抗扰控制器应用在转速环的PMSM双闭环控制系统的仿真模型,其仿真结果验证了所提出的方法具有优越的控制效果。最后搭建了基于FPGA的PMSM调速实验平台,并在实验平台上完成对所设计PMSM双闭环控制系统的转速跟踪效果和抗扰动效果实验,通过对实验结果的分析,证明了所提出的控制方法的可行性和实用性。