基于滑模观测器法永磁同步电机无位置传感器研究
发布时间：2021-02-23 21:11
目前越来越多的永磁材料已经被探索并加以利用,并且电力电子等相关研究也越发成熟,这使得许多领域利用永磁同步电机来进行驱动。相应的人们对于其控制精度以及动态响应性能比如转速转矩等方面的要求也更为严格。由于安装传感器带来了很多问题,进而发展无位置传感器测量技术,这就使得系统结构得到简化,系统的成本得到减少。因此,这项技术成为了近年来人们探索研究的重要内容。本文立足于无位置传感器研究,介绍了一些常用的估算方法,剖析了传统滑模观测器的一些问题,基于这些问题查找原因并对其进行改进。进而为了验证本文所用的无位置传感器可靠性,在Matlab/Simulink环境下绘制系统控制图进行仿真。最终设计了硬件实验平台,从而加以验证。本课题首先说明了目前永磁同步电机在没有传感器条件下对于转子位置角度测量的一些常用估算方法并且重点阐述了滑模变结构的相关理论。并且对该电机的工作原理以及分类构造做了较为详细的介绍。并且对其在ABC系,α-β系以及d-q系下的动态方程做了说明。控制策略利用目前应用领域比较广的电压空间矢量SVPWM技术。在此基础上详细地说明了滑模变结构理论,并且介绍了滑模观测器无位置传感器的思想。其核心...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 无位置传感器控制技术概述
1.2.1 无位置传感器的国内外研究现状
1.2.2 一些无位置传感器常用估算方法
1.3 本课题的主要研究内容
2 无传感器永磁同步电机控制的基本原理
2.1 永磁同步电机的基本结构
2.2 永磁同步电机动态数学模型
2.2.1 ABC坐标系下PMSM数学模型
2.2.2 坐标变换
2.2.3 d-q系中PMSM在的动态模型
2.3 永磁同步电机的SVPWM技术
2.3.1 SVPWM简介
2.3.2 逆变器输出电压矢量的空间分布
2.3.3 计算电压矢量的作用时间以及扇区号的确定
2.3.4 计算占空比
2.4 本章小结
3 基于滑模观测器法的相关研究及仿真
3.1 滑模变结构相关原理
3.2 传统滑模观测器的构建
3.3 传统滑模观测器的改进
3.3.1 切换函数的替换
3.3.2 利用锁相环原理估算转子位置和速度
3.4 基于滑模观测器法矢量控制仿真及分析
3.5 本章小结
4 PMSM的无位置传感器系统实验平台设计
4.1 硬件电路设计
4.1.1 系统电源部分
4.1.2 电流测量电路
4.1.3 电流保护电路
4.1.4 功率驱动电路
4.2 软件程序设计
4.2.1 系统主程序设计
4.2.2 中断服务子程序设计
4.2.3 滑模观测器软件实现
4.3 本章小结
5 实验结果与分析
5.1 实验平台
5.2 实验数据分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于线性霍尔传感器的高速永磁同步电机控制系统设计[J]. 叶伟,张晓光,孙力. 伺服控制. 2010(03)
[2]永磁同步电机无速度传感器控制综述[J]. 李永东,朱昊. 电气传动. 2009(09)
[3]PMSM无位置传感器控制中数字滑模观测器抖振现象分析与抑制[J]. 苏健勇,李铁才,杨贵杰. 电工技术学报. 2009(08)
[4]永磁同步电机无传感器控制技术研究现状与控制策略综述[J]. 潘萍,付子义,刘辉,曾咪. 工矿自动化. 2007(03)
[5]永磁同步电动机发展展望[J]. 王鑫,李伟力,程树康. 微电机. 2007(05)
[6]SVPWM技术的理论分析及仿真[J]. 王建宽,崔巍,江建中. 微特电机. 2006(06)
[7]基于转子凸极跟踪的无位置传感器永磁同步电机矢量控制研究[J]. 刘毅,贺益康,秦峰,贾洪平. 中国电机工程学报. 2005(17)
[8]电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）算法仿真实现及分析[J]. 田亚菲,何继爱,黄智武. 电力系统及其自动化学报. 2004(04)
博士论文
[1]永磁同步电机无位置传感器运行控制技术研究[D]. 李冉.浙江大学 2012
[2]永磁电动机控制系统若干问题的研究[D]. 刘军.华东理工大学 2010
硕士论文
[1]基于滑模观测器的永磁同步电机矢量控制研究[D]. 胡蓉.西南交通大学 2014
[2]电动车用永磁同步电机无传感器矢量控制系统[D]. 杨帆.大连理工大学 2013
[3]基于滑模观测器的永磁同步电机矢量控制系统的研究[D]. 张天.浙江工业大学 2012
[4]脉振高频电流注入永磁同步电机的低速无传感器矢量控制[D]. 冯瑛.南京航空航天大学 2012
本文编号：3048237
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 无位置传感器控制技术概述
1.2.1 无位置传感器的国内外研究现状
1.2.2 一些无位置传感器常用估算方法
1.3 本课题的主要研究内容
2 无传感器永磁同步电机控制的基本原理
2.1 永磁同步电机的基本结构
2.2 永磁同步电机动态数学模型
2.2.1 ABC坐标系下PMSM数学模型
2.2.2 坐标变换
2.2.3 d-q系中PMSM在的动态模型
2.3 永磁同步电机的SVPWM技术
2.3.1 SVPWM简介
2.3.2 逆变器输出电压矢量的空间分布
2.3.3 计算电压矢量的作用时间以及扇区号的确定
2.3.4 计算占空比
2.4 本章小结
3 基于滑模观测器法的相关研究及仿真
3.1 滑模变结构相关原理
3.2 传统滑模观测器的构建
3.3 传统滑模观测器的改进
3.3.1 切换函数的替换
3.3.2 利用锁相环原理估算转子位置和速度
3.4 基于滑模观测器法矢量控制仿真及分析
3.5 本章小结
4 PMSM的无位置传感器系统实验平台设计
4.1 硬件电路设计
4.1.1 系统电源部分
4.1.2 电流测量电路
4.1.3 电流保护电路
4.1.4 功率驱动电路
4.2 软件程序设计
4.2.1 系统主程序设计
4.2.2 中断服务子程序设计
4.2.3 滑模观测器软件实现
4.3 本章小结
5 实验结果与分析
5.1 实验平台
5.2 实验数据分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于线性霍尔传感器的高速永磁同步电机控制系统设计[J]. 叶伟,张晓光,孙力. 伺服控制. 2010(03)
[2]永磁同步电机无速度传感器控制综述[J]. 李永东,朱昊. 电气传动. 2009(09)
[3]PMSM无位置传感器控制中数字滑模观测器抖振现象分析与抑制[J]. 苏健勇,李铁才,杨贵杰. 电工技术学报. 2009(08)
[4]永磁同步电机无传感器控制技术研究现状与控制策略综述[J]. 潘萍,付子义,刘辉,曾咪. 工矿自动化. 2007(03)
[5]永磁同步电动机发展展望[J]. 王鑫,李伟力,程树康. 微电机. 2007(05)
[6]SVPWM技术的理论分析及仿真[J]. 王建宽,崔巍,江建中. 微特电机. 2006(06)
[7]基于转子凸极跟踪的无位置传感器永磁同步电机矢量控制研究[J]. 刘毅,贺益康,秦峰,贾洪平. 中国电机工程学报. 2005(17)
[8]电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）算法仿真实现及分析[J]. 田亚菲,何继爱,黄智武. 电力系统及其自动化学报. 2004(04)
博士论文
[1]永磁同步电机无位置传感器运行控制技术研究[D]. 李冉.浙江大学 2012
[2]永磁电动机控制系统若干问题的研究[D]. 刘军.华东理工大学 2010
硕士论文
[1]基于滑模观测器的永磁同步电机矢量控制研究[D]. 胡蓉.西南交通大学 2014
[2]电动车用永磁同步电机无传感器矢量控制系统[D]. 杨帆.大连理工大学 2013
[3]基于滑模观测器的永磁同步电机矢量控制系统的研究[D]. 张天.浙江工业大学 2012
[4]脉振高频电流注入永磁同步电机的低速无传感器矢量控制[D]. 冯瑛.南京航空航天大学 2012
本文编号：3048237
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3048237.html
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