基于自抗扰控制技术的PMSM无传感器系统研究

发布时间：2022-08-11 19:52

　　永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）不仅具有功率密度高、转子转动惯量小、运行效率高等优点,而且结构简单、重量轻、体积小,因此在工程实践中得到了广泛的应用。然而,永磁同步电机是一个多变量强耦合的非线性系统,单纯的PID控制难以同时满足动态响应快、超调小以及抗干扰能力强的高性能要求。因此,本文在PMSM控制系统中引入自抗扰控制技术（Active Disturbance Rejection Control,ADRC）。为了避免机械位置传感器带来的种种缺点,本文对基于扩张状态观测器（Extended State Observer,ESO）的PMSM无位置传感器控制系统进行研究。针对基于ESO的无位置传感器控制系统,研究在d-q坐标系下基于ADRC控制器的转子角度观测方法和在α-β坐标系下基于ESO的转子角度观测方法,并通过仿真分析两者的性能,构建基于扩张状态观测器和归一化锁相环的无位置传感器控制系统,并证明扩张状态观测器的稳定性。最后仿真验证该方法对转子位置的观测性能。基于PMSM系统和典型的二阶积分串联型系统对NLADRC和LADRC... 

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 PMSM控制策略研究现状
        1.2.1 矢量控制
        1.2.2 直接转矩控制
        1.2.3 先进控制策略
    1.3 无位置传感器控制技术研究现状
    1.4 自抗扰控制技术研究现状
    1.5 主要研究内容
第2章 PMSM数学模型及自抗扰控制技术
    2.1 引言
    2.2 PMSM的数学模型
        2.2.1 三相静止坐标系数学模型
        2.2.2 两相静止坐标系数学模型
        2.2.3 两相旋转坐标数学模型
    2.3 SVPWM调制方法
    2.4 自抗扰控制器模型分析
    2.5 本章小结
第3章 基于扩张状态观测器的转子角度观测
    3.1 引言
    3.2 基于扩张状态观测器的转子角度观测
        3.2.1 基于电流环自抗扰控制器的转子角度观测
        3.2.2 基于扩张状态观测器的角度观测
        3.2.3 扩张状态观测器对非常值函数的观测性能
    3.3 单同步坐标系软件锁相环
    3.4 稳定性分析与参数整定
        3.4.1 稳定性分析
        3.4.2 参数整定
    3.5 仿真验证
    3.6 本章小结
第4章 基于NLADRC/LADRC切换控制系统
    4.1 引言
    4.2 NLADRC和 LADRC的性能分析
        4.2.1 动态系统线性化
        4.2.2 NLADRC和 LADRC的性能比较
    4.3 基于PMSM的 SADRC控制器设计
        4.3.1 NLADRC和 LADRC控制器设计
        4.3.2 NLADRC/LADRC切换策略
        4.3.3 基于SADRC控制器的无传感器控制系统
    4.4 SADRC控制系统分析
        4.4.1 电流控制环路分析
        4.4.2 转速环SADRC稳定性分析
    4.5 ADRC参数整定
        4.5.1 NLADRC参数整定
        4.5.2 LADRC参数整定
        4.5.3 基于两步法的NLADRC参数整定方法
    4.6 仿真验证
    4.7 本章小结
第5章 PMSM实验平台构建及实验验证
    5.1 引言
    5.2 控制系统硬件结构
    5.3 软件程序设计
        5.3.1 主程序设计
        5.3.2 DSP中断程序设计
        5.3.3 FPGA程序设计
    5.4 实验结果分析
        5.4.1 基于ESO的角度观测
        5.4.2 NLADRC/LADRC切换控制
        5.4.3 基于ESO角度观测和SADRC控制器的控制系统
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]IF控制结合滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器复合控制策略[J]. 刘计龙,肖飞,麦志勤,高山,余锡文.  电工技术学报. 2018(04)
[2]基于ADRC的永磁同步电机控制仿真研究[J]. 赵玉亮,王英.  变频器世界. 2016 (12)
[3]线性/非线性自抗扰切换控制方法研究[J]. 李杰,齐晓慧,夏元清,高志强.  自动化学报. 2016(02)
[4]电梯用永磁同步电机BP神经网络PID调速控制方法的研究[J]. 王同旭,马鸿雁,聂沐晗.  电工技术学报. 2015(S1)
[5]永磁同步电机伺服系统的自适应模糊滑模控制[J]. 邹权,钱林方,蒋清山.  控制理论与应用. 2015(06)
[6]脉振高频信号注入法误差分析[J]. 刘海东,周波,郭鸿浩,刘兵,李洁,徐学海,时仁帅.  电工技术学报. 2015(06)
[7]基于最小二乘支持向量机优化自抗扰控制器的永磁同步电机直接转矩控制方法[J]. 刘英培,栗然,梁海平.  中国电机工程学报. 2014(27)
[8]基于动态滑模控制的永磁同步电机位置速度一体化设计[J]. 许叙遥,林辉.  电工技术学报. 2014(05)
[9]基于强化学习的高精度电机转角控制仿真[J]. 刘黎.  计算机仿真. 2014(03)
[10]永磁同步电机矢量控制双滑模模型参考自适应系统转速辨识[J]. 王庆龙,张兴,张崇巍.  中国电机工程学报. 2014(06)

博士论文
[1]交流永磁电机伺服系统复合自抗扰控制策略研究[D]. 黄庆.湖南大学 2014
[2]基于自抗扰控制器的永磁同步电机伺服系统控制策略的研究及实现[D]. 刘清.天津大学 2011
[3]基于高频信号注入的永磁同步电动机无位置传感器控制[D]. 王丽梅.沈阳工业大学 2005

硕士论文
[1]永磁同步电机无位置传感器控制系统研究[D]. 杨云程.哈尔滨工业大学 2018
[2]基于自抗扰控制的永磁直流电机调速系统及其无速度传感器方案研究[D]. 郑森格.山东大学 2017
[3]基于MRAS的洗衣机用PMSM矢量控制策略研究[D]. 杜丹.哈尔滨工业大学 2011



本文编号：3675285