车用PMSM无位置传感器控制技术的研究

发布时间：2020-04-02 19:10

【摘要】：随着全球能源和环境污染问题的加剧,人们出行的交通工具也在朝着节能环保的方向不断更新,电动汽车得到了广泛关注。永磁同步电机(PMSM)因其效率高、带载能力强等优点,能够很好地满足电动汽车快速启停、变速等工作要求。一般采用矢量控制方式来对PMSM进行控制,需要检测电机转子的位置和转速等信息,传统的检测方法是安装机械式位置传感器,它不仅增大了电机的体积和重量,同时其高故障率也限制了在某些工作环境中的应用。为了克服机械式位置传感器的缺点,本文将无位置传感器技术应用到对永磁同步电机的控制中。本文首先介绍了电动汽车的结构及分类,简述了无位置传感器控制技术的研究现状,分析了几种常用控制方法在对应速度区间内的优缺点。根据坐标变换原理,建立了PMSM在不同坐标系下的数学模型,并对PMSM矢量控制系统进行建模与仿真。其次,介绍了模型参考自适应法和高频电压注入法的基本原理以及在PMSM无位置传感器控制中的应用。在低速范围内使用脉振高频电压注入法来检测电机转速及转子的位置;在中高速范围内使用模型参考自适应法,针对该方法依赖电机参数,对电机参数变化尤其是定子电阻变化特别敏感,导致估算速度不精确和相位延迟等问题进行了改进和优化;搭建了改进后的模型并对比分析了传统的方法,验证了改进后的辨识系统对转速和转子位置的估计更精确。最后,针对上述的单一方法只适用于某一速度范围内的缺点,本文提出一种复合的无传感器控制方法。将改进型的模型参考自适应法与脉振高频电压注入法结合,利用加权函数对两种方法进行平滑切换,来实现PMSM在全速范围内的无传感器控制。结合电动汽车驱动电机实际参数和运行工况,在MATLAB/Simulink平台中搭建了复合控制系统的仿真模型,验证该复合控制系统的有效性。图[111]表[2]参[62]
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U463.6;TM341

【参考文献】