永磁同步电机无位置传感器控制系统的研究

发布时间：2020-06-08 03:45

【摘要】：永磁同步电机具有结构简单、效率高、功率密度大等优势,己经被广泛应用于工业、航天、交通和家用电器等诸多领域。在永磁同步电机矢量控制系统中,电机的转速和转子位置通常需要机械式传感器获得,这导致电机受应用场合及运行环境等问题的限制,而无位置传感器控制技术能拓宽电机的应用范围及提高系统的可靠性,因此研究控制精度高、鲁棒性强以及调速范围宽的无位置传感器控制技术具有理论意义和实用价值。为了设计永磁同步电机矢量控制系统,建立了其在不同坐标系下的数学模型,同时对矢量控制的基本原理和常用的控制方式进行了分析对比。选用了具有实现过程简便灵活、转矩特性好等优势的id6=0矢量控制方式,并且详细论述了矢量控制系统中PI调节器的参数设计以及空间矢量脉宽调制技术。在永磁同步电机矢量控制系统的基础上,针对电机参数变化扰动导致模型参考自适应观测器的估算精度降低,同时单一参数的PI控制器作为自适应律导致系统难以达到宽转速范围内的性能最佳等问题,研究了基于滑模模型参考自适应无位置传感器控制策略,其将模型参考自适应算法与滑模变结构控制方式相结合,利用电机本体的参考模型和相应可调模型的输出差值构造滑模面切换函数,通过滑模面切换函数取代PI调节器作为自适应律的做法,增强了系统参数摄动的鲁棒性及对干扰的自适应性。而滑模变结构控制引起的抖振现象,可从两个方面抑制:一方面采用Sigmoid函数代替传统方式中的开关函数,另一方面利用模糊控制方式自适应调节滑模增益值。为了验证所采用策略的有效性,在Matlab/Simulink平台上搭建了仿真模型,并在转速突变、负载突变和电机参数变化等工况下进行了仿真对比分析,结果表明改进方式具有观测精度高、鲁棒性强及适用速度范围宽等优势。搭建了以TMS320F28335为主控芯片的两电平逆变器硬件平台,在CCS7.4软件环境下进行了程序的设计和编写,然后进行了调速实验研究,结果表明所观测的电机转速和转子位置与实际值相符,验证了所采用策略的可行性和有效性。
【图文】：

NM（负小）,ZO（零）,PS（正小）,PM（正的为三角形隶属函数，模糊控制规则制定如表 3.表 3.1 模糊控制规则表ss NB NM NS ZO PS PM PB则获得的模糊控制的输入输出关系如图 3.14 所示化率s 正向增大时，输出sw K 正向增大，当输入sw K 正向减小，从而能实时的控制滑模增益，提高差。

图 5.13 CCS 软件开发上位机界面程序和中断服务程序设计程序的流程图如图 5.14（a）所示，其作用主要包括变量始化（如 GPIO 模块、PIE 模块以及外部 AD7606 采样模始化等。系统初始化完成后进入软件的主程序，系统主示，其作用主要是对系统运行状态的实时监测，，若系统处理，关闭三路 PWM 信号。若系统运行状态正常，等来随即进入 PWM 中断服务程序。系统初始化开中断开始开始IF启动是否正常 待机
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP273;TM341

【参考文献】

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本文编号：2702489