永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统设计与实现

发布时间：2017-10-27 17:08

  本文关键词：永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统设计与实现

  更多相关文章： 永磁同步电机 无速度传感器 初始位置辨识 TMS320F28062

【摘要】：永磁同步电动机具有结构简单、效率高、功率密度高以及调速范围宽的特点,广泛应用于中小型运动控制系统及高性能控制场合。永磁同步电机调速系统中,一般采用光电编码器或者旋转变压器来检测转子速度,但是速度传感器存在着增加电机体积、增加成本、降低系统鲁棒性等缺点,这使得永磁同步电机无速度传感器技术成为近年来的研究热点。本文围绕永磁同步电机无速度传感器技术及其相关问题,进行了理论研究与物理实现。阐述了永磁同步电机矢量控制原理,并在此基础上设计了两种初始位置辨识方法:第一种是脉冲电压注入方法,基于电机磁饱和效应,采用角度搜索逼近方式,可通过更多次数的逼近来提高辨识精度;第二种是高频信号注入方法,基于电机凸极效应,高频信号选择脉振高频电压信号,辨识不依赖于参数和电机模型,精度较高。设计了一种高低速分开估算的全速段无速度传感器算法:低速采用高频注入法,中高速采用基于电压模型的方法,二者之间的切换采用线性过渡方式。高频注入法不依赖于电机参数和运行工况,能够利用凸极性在零频和低频有效的提取转子位置信息;电压模型的方法基于电机基波激励方程,具有良好的动态性能,二者有效结合使永磁同步电机调速系统性能大大提升。在基于TMS320F28062的DSP芯片上设计了驱动控制软件,进行了永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统的实验。实验结果表明了两种初始位置辨识算法都具有较高的辨识精度,无速度传感器系统在稳态性、动态性、低频性和抗扰性这四个方面都具有良好的表现,证明了所提出方法的有效性和较高的工程实用价值。
【关键词】：永磁同步电机 无速度传感器 初始位置辨识 TMS320F28062
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM341
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 1 绪论11-18
• 1.1 课题研究背景与意义11-12
• 1.2 永磁同步电机无速度传感器技术的研究现状12-16
• 1.3 本文的主要内容及安排16-18
• 2 永磁同步电机无速度传感器算法18-27
• 2.1 永磁同步电机矢量控制18-21
• 2.2 基于电压模型的无速度传感器算法21-23
• 2.3 基于高频信号注入的无速度传感器算法23-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 永磁同步电机初始位置辨识27-34
• 3.1 基于脉冲电压信号注入的辨识方法27-29
• 3.2 基于高频电压信号注入的辨识方法29-31
• 3.3 初始位置辨识实验结果与分析31-33
• 3.4 本章小结33-34
• 4 系统平台的设计与实验34-49
• 4.1 系统硬件平台的设计34-37
• 4.2 系统软件架构的设计37-40
• 4.3 无速度传感器实验结果与分析40-48
• 4.4 本章小结48-49
• 5 总结与展望49-51
• 5.1 全文总结49-50
• 5.2 下一步工作展望50-51
• 致谢51-52
• 参考文献52-58
• 附录A 攻读学位期间发表的学术论文58

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本文编号：1104385