基于DSP的永磁同步电机无传感器控制方法研究

发布时间：2017-11-16 15:35

本文关键词：基于DSP的永磁同步电机无传感器控制方法研究

【摘要】：在电机控制领域,特别是高性能电机控制场合,获取电机转速和转子位置信息是必不可少的。获取转速和转子位置信息的传统方法是在电机轴上安装速度传感器,通过速度传感器得到电机转速和转子位置信息,但是安装速度传感器会带来诸如成本增加、系统可靠性降低等问题。所以,电机的无速度传感器控制,即去掉速度传感器并通过算法估算转速和转子位置的方法,逐渐成为当今电机控制领域的研究热点。本文以驱动空调压缩机用的低压永磁同步电机作为研究对象,依靠实习单位以及学校的实验设备,对永磁同步电机无速度传感器控制方法展开研究并通过仿真进行验证,设计并使用硬件平台实现了永磁同步电机的无速度传感器控制。文章首先介绍永磁同步电机基本结构,坐标变换原理,并利用坐标变换原理推导了电机在不同坐标系下的数学模型,介绍了永磁同步电机主要的控制方法以及目前无速度传感器控制的常用算法,分析比较各种算法的优缺点。针对永磁同步电机非线性、强耦合、运行过程复杂等特点,使用电压空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)进行控制,并在MATLAB/Simulink仿真平台实现了电机有速度传感器矢量控制的仿真。其次,介绍了滑模变结构控制的基本原理,并对其算法进行了深入分析,使用MATLAB对该算法进行了相应程序的编写。在有速度传感器仿真模型以及滑模观测器算法的基础上搭建了基于传统滑模观测器的永磁同步电机无速度传感器控制系统仿真模型,并在此基础上对算法进行改进,实现了基于Sigmoid函数的新型滑模观测器的永磁同步电机无速度传感器控制系统仿真。通过仿真分析并验证算法的可行性、正确性及有效性,为硬件平台的搭建提供了理论依据。最后,使用基于TI公司]MS320F28027的控制电路产生PWM波,并使用该电路板作为系统控制电路；制作并成功调试基于PS21767的电机驱动功率电路板。搭建了由控制电路、功率电路和永磁同步电机等主要设备组成的电机无速度传感器控制硬件平台,使用CCS进行DSP相应的软件设计和编程。通过反复实验,实现了对电机转速的估算,实验结果表明该实验达到了预期的效果。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM341

【参考文献】

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