参数变化对永磁同步电机无位置传感器控制的影响及改进算法研究

发布时间：2021-07-01 15:37

　　永磁同步电机由于其优越的性能而在工业界得到广泛应用,在对永磁同步电机进行高性能的矢量控制时,电机的位置和速度反馈信息必不可少。安装传统的机械式传感器将使系统的体积增大、成本增加以及可靠性降低。而无位置传感器控制算法通过检测电机的电压和电流信号,从中提取电机的位置和速度信息,无需机械式传感器,是永磁同步电机控制方案的发展趋势之一。本文首先全面介绍了中高速下永磁同步电机无位置传感器控制算法的研究现状。对于滑模观测器,通过加入低通滤波器和采用饱和函数代替开关函数的方法,改善了传统滑模观测器的抖振问题。通过两组反电势反馈来降低系统滑模增益,改善抖振的同时加快系统的收敛速度。针对模型参考自适应系统,通过一个附加的锁相环模块得到前馈转速和位置信号,输入到模型参考自适应系统中,不仅加快了系统的响应速度,同时避免了转速作为反馈时给自适应闭环系统带来的扰动。接着考虑电机参数发生变化的情况,对两种无传感器算法进行仿真和实验,对比两种算法对电机参数的敏感程度。针对永磁电机在电感不对称的实际工况下存在的问题,提出具有更高容错性能的改进算法。本文提出了一种改进的基于滑模观测器的锁相环控制算法,其在锁相环中使用附... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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矢量控制系统框图

浙江大学硕士学位论文永磁同步电机矢量控制系统163310cipkk(2-36)其中，kp3为速度环比例系数，ki3为速度环积分系数，J为电机的转动惯量，ωc为系统的带宽。图2.2速度环开环频率响应2.4本章小结本章重点介绍了永磁同步电机在不同坐标系下的数学模型，接着引入空间矢量调制介绍了其具体实现方式，最后根据电机在同步旋转坐标系下的数学方程建立电流内环、速度外环的双闭环矢量控制系统，并针对系统的动稳态性能分别给出电流环和速度环的PI控制器的参数整定方法。

浙江大学硕士学位论文永磁电机无传感器控制及参数变化对其影响19eKsignieKsigni(3-9)其中，i和i为估算的两相静止坐标系下的电流值，e和e为根据电流误差重构的反电势值，i和i为估算电流与实测电流的误差，K为滑模观测器的增益。1010xsignxx(3-10)iiiiii(3-11)由于滑模观测器的存在抖振的问题，为了改善这一情况，下面在基本滑模观测器的基础上做出一些提升，采用低通滤波器对重构的反电势信号进行滤波，以便进一步利用反正切或者锁相环的方法来从中解析出电机的转速和位置信息。同时将滤完波的反电势信号以一定的比例系数反馈进系统形成闭环，这样不仅可以降低系统的滑模增益，同时在低速下反电势信号比较弱的情况下，负比例系数的设置可以一定程度上提升观测器的低速性能。设计的滑模观测器框图如图3.1所示。图3.1滑模观测器框图对基础的滑模观测器方程做出修改，可以得到如下表达式++seqqqqseqqqqdiRElEuidtLLLdiRElEuidtLLL(3-12)EKsigniEKsigni(3-13)ceqcceqcEEsEEs(3-14)

【参考文献】：
期刊论文
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[3]永磁同步直驱型全功率风机变流器及其控制[D]. 汪令祥.合肥工业大学 2011

硕士论文
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本文编号：3259406