基于反电动势观测器的永磁同步电机无速度传感器控制

发布时间：2020-09-26 19:02

　　 第三代稀土永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)有着高功率密度、转矩惯量比大和动态响应速度快等众多优点,广泛应用于各种领域。但PMSM速度的调控依赖于转子位置反馈,机械式的位置传感器存在一定的缺陷,于是无速度传感器控制技术受到了广泛研究。目前在中高速条件下的无速度传感器控制算法已比较成熟,中低速由于受到非理想条件制约,研究相对较少。本文以表贴式永磁同步电机为模型,选取了i_d=0的矢量控制方案,设计了基于反电动势滑模观测器的无速度传感器控制方案,力图实现永磁同步电机在中低速范围的精确调速,做的主要工作有:1.建立了三种不同坐标系下PMSM的数学模型。通过在dq坐标系下对矢量控制原理的讲解,选取了d轴电流为零的方法搭建了电流环与速度环的矢量控制仿真模型,验证了模型的有效性。2.分析滑模原理,并将其运用到PMSM的无感控制中,设计了转子位置及速度的滑模观测器。针对滑模控制抖振必然存在的缺点,采取了三个方面削弱抖振信号:一是采用准滑动模态的饱和函数;二是通过锁相环代替反正切函数提取位置及速度信息;三是通过特殊的直流滤波方式,滤除高频抖振。3.考虑到PMSM的启动特性,为了克服在电机启动低转速的非理想条件及反电动势信号过低检测不到的问题,在电机启动时采取了I/F电流频率比开环启动方式,使电机的启动控制更为平滑,减少系统的启动超调及大电流冲击。最后在前文的基础上,通过在Matlab/Simulink上的模型搭建,完成了对各种控制方法的仿真分析,通过将各自的优点相结合,取长补短,初步实现了PMSM在中低速范围内的无感控制。
【学位单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM341;TP212.9
【部分图文】：

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本文编号：2827367