基于反电动势法永磁容错电机无位置传感器控制系统研究

发布时间：2017-03-28 17:09

  本文关键词：基于反电动势法永磁容错电机无位置传感器控制系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在诸如医疗、航空航天、核工业等领域,电气传动系统直接关系到整个控制系统的安全性能。因此,研究永磁容错电机及其控制策略对上述领域的发展具有较大意义和深远影响。为了精确控制永磁容错电机,已知电机的转子位置和转速已经成为了一个不可或缺的条件。目前,这些信息往往是通过机械式位置传感器来获取的。机械式位置传感器的使用虽然可以较方便地获取转子位置和转速,但也给整个电机控制系统带来了一些诸如系统的可靠性降低等难题。因此,无位置传感器控制技术逐渐成为了电机控制领域的一个研究热点。本文主要研究了永磁容错电机无位置传感器控制技术。首先,论文介绍了三相永磁容错电机的基本结构以及特点、电流滞环跟踪控制策略、一相开路容错控制策略和一相短路容错控制策略等；其次,介绍了三相永磁容错电机的数学模型；研究了两种可以适用于永磁容错电机的转子位置估计算法,并且为了减少高频干扰对转子转速估算的影响,本文引入了一种转速观测器；再次,对基于反电动势法三相永磁容错电机无位置传感器控制系统进行Matlab/simulink仿真模型搭建,并分别在低速、中高速、一相开路、一相短路等条件下,对两种适用于永磁容错电机的转子位置估计算法进行仿真验证；最后,对基于反电动势法三相永磁容错电机无位置传感器控制系统进行硬件设计、软件设计。并在实验平台上,利用TMS320F28335对第二种适用于永磁容错电机的转子位置估计算法进行实验验证,并对实验结果进行分析。
【关键词】：永磁容错电机 无位置传感器控制 反电动势法 TMS320F28335
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM351
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 本课题的背景和研究意义10-11
• 1.2 国内外的相关领域发展现状11-14
• 1.2.1 永磁容错电机及其控制技术的发展现状11-12
• 1.2.2 无位置传感器控制技术的发展现状12-14
• 1.3 本文主要研究内容14-16
• 第2章 三相永磁容错电机结构特点及控制策略16-26
• 2.1 三相永磁容错电机的基本结构及特点16-18
• 2.1.1 三相永磁容错电机的基本结构16-17
• 2.1.2 三相永磁容错电机的基本特点17-18
• 2.2 电流滞环跟踪控制策略18-22
• 2.3 一相开路故障容错控制策略22-23
• 2.4 一相短路故障容错控制策略23-24
• 2.5 本章小结24-26
• 第3章 基于反电动势法永磁容错电机转子位置估计算法研究26-38
• 3.1 三相永磁容错电机的数学模型26-28
• 3.2 基于反电动势法的转子位置估计算法28-37
• 3.2.1 转子位置估计算法基本原理29-31
• 3.2.2 适用于永磁容错电机的转子位置估计算法131-33
• 3.2.3 适用于永磁容错电机的转子位置估计算法233-36
• 3.2.4 转速观测器36-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第4章 永磁容错电机无位置传感器控制系统仿真研究38-57
• 4.1 永磁容错电机无位置传感器控制系统仿真建模38-42
• 4.2 转子位置估计算法1开环估算仿真结果与分析42-48
• 4.2.1 无故障低速运行时仿真结果与分析42-43
• 4.2.2 无故障中高速运行时仿真结果与分析43-45
• 4.2.3 A相开路故障时仿真结果与分析45-46
• 4.2.4 A相短路故障时仿真结果与分析46-48
• 4.3 转子位置估计算法2闭环估算仿真结果与分析48-56
• 4.3.1 无故障低速运行时仿真结果与分析48-50
• 4.3.2 无故障中高速运行时仿真结果与分析50-52
• 4.3.3 A相开路故障时仿真结果与分析52-54
• 4.3.4 A相短路故障时仿真结果与分析54-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第5章 永磁容错电机无位置传感器控制系统硬件设计57-68
• 5.1 TMS320F28335芯片介绍57-58
• 5.2 主电路介绍58-59
• 5.3 隔离与驱动电路介绍59-60
• 5.3.1 隔离电路59
• 5.3.2 驱动电路59-60
• 5.4 电压与电流检测电路介绍60-65
• 5.4.1 电压检测电路60-62
• 5.4.2 电流检测电路62-65
• 5.5 转速检测电路介绍65-66
• 5.6 电源电路介绍66-67
• 5.7 本章小结67-68
• 第6章 永磁容错电机无位置传感器控制系统软件设计及实验验证68-79
• 6.1 集成开发环境68
• 6.2 主程序设计68-69
• 6.3 中断服务程序设计69-71
• 6.4 实验结果及分析71-78
• 6.4.1 无故障低速时的闭环运行开环估算实验72-74
• 6.4.2 无故障中速时的闭环运行开环估算实验74-76
• 6.4.3 无故障高速时的闭环运行开环估算实验76-78
• 6.5 本章小结78-79
• 结论79-80
• 参考文献80-85
• 攻读学位期间发表论文85-86
• 致谢86-87
• 作者简介87

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