基于参数自适应新型滑模观测器的PMSM无位置传感器控制技术研究

发布时间：2020-05-04 06:09

【摘要】：永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)由于其运行可靠等优点得到了广泛应用,为了对其进行精确控制,需要安装位置传感器,从而增加系统成本,也限制了驱动装置在恶劣环境下的应用。本文以表贴式永磁同步电机为实验对象,研究基于滑模观测器(Sliding Mode Observer,SMO)的无位置传感器控制策略。在此基础上,构建了新型滑模观测器,用于减小观测器的抖振现象,提高系统对参数变化的鲁棒性。传统的滑模观测器中,控制函数为sign(·)函数,为了减小抖振现象,需要低通滤波器和角度补偿环节,增加了系统的复杂度,并且降低了观测精度。针对该问题,本文采用变边界层宽度的sigmoid(·)函数作为控制函数,同时采用反电动势观测器用于分离反电动势信号,不再需要低通滤波和转子角度补偿,简化系统结构,提高观测精度。另外,采用定子电阻自适应策略,同时构建负载转矩观测器,并且利用Lyapunov函数证明系统的稳定性,提高系统对参数变化的鲁棒性。分析混合终端滑模的原理,在保证系统稳定性的前提下,可以提高系统的收敛速度和跟踪精度。在传统指数趋近律的基础上,分析一种改进指数趋近律,在保证观测精度的同时,提高系统的收敛速度。搭建基于MATLAB/Simulink环境下的永磁同步电机无位置传感器仿真模型,以及以XE164为核心的电机控制平台,仿真和实验结果验证了本文采用的控制方法的有效性。
【图文】：

为常用的是正弦信号注入和方波信号注入。在近五年左右的时间内，基于方波信号注入法的速度和位置控制的带宽至少提高了 5 倍，其观测精度与低分辨率的编码器相当。旋转信号注入法的系统结构框图如图1-2所示，注入高频信号后，静止坐标系下的电流响应方程为j( ) j( 2 )2 2in in eet t+ +jin dqin cp cne I e I e i i （1-1）上式第二项中含有转子位置信息，，将其提取出来可以实现对转子位置的检测。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM341

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本文编号：2648217