基于无速度传感器的永磁同步电机矢量控制研究
发布时间：2022-02-16 11:46
永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）因其体积小、结构简单、效率高、性能优越等优点被广泛应用于航空航天、机器人、数控机床等高精度、高可靠的控制领域中。传统的永磁同步电机控制方法中,一般采用光电编码器等机械式传感器来获取电机转速和位置信息,这不仅增大了系统的体积,也提高了电机整体的造价成本。因此永磁同步电机无传感器控制方法的研究逐渐成为了当前的发展趋势。本文首先通过坐标变换、矢量控制理论建立了永磁同步电机的数学模型。针对传统滑模观测器（SMO）存在的抖振和速度响应慢等问题,提出了一种自适应模糊滑模观测器的控制方法。该方法适用于中高速运行,与传统滑模观测器不同的是采用了 S型函数,并在滑模观测器的基础上结合模糊控制器,使模糊控制器能够实时的对滑模控制器的滑模增益进行调节;同时用反电动势观测器法取代传统低通滤波器,有效避免了系统相位延迟的产生。然后根据所提出的改进方法进行了仿真,并与其他两种控制方法做了对比。表面式永磁同步电机因其在低速运行时反电动势较小不易被精确地检测到,导致估算误差比较大,所以自适应模糊滑模观测器并不适用于低速运行阶...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１永磁体安装结构示意图??
模糊控制器中的输入有５个模糊子集，输出有７个模糊子集，首先采用??Ｍａｍｄａｎｉ进行模糊推理，然后通过重心法反模糊化进行判决，仿真得到的输入输??出隶属函数如图３－４所示。??］〇ＮＢ?ＮＭ?Ｚ?ＰＭ￣ＰＥ??Ｑ．??令０．?８??■Ｓ?／?＼??§?０．?６??Ｅ??Ｓ０－４??｜〇．２??－３－２?１?０?１?２?３??ｓ／ｓ??（ａ）输入？的隶属闲数??３１??
根据上述的理论分析，为了验证自适应模糊滑模观测器无速度传感器控制法??的可行性，本文在ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真软件中搭建了基于自适应模糊滑模观??测器矢量控制的仿真模型其基本框图如图３－５所示。??Ｗ?ｆ－ｎ?／?－；■?ＳＶ？?变器??ｉ—?ｅ??￣■?ａＰ?／?＊?：?ａｂｃ／＾?＊???—／????／ｐｍ＼??．?Ｉｓｉｓｌ，??＼＾ｙ???模糊滑＾???模观测■＂???器ｆ?ＵＰ??图３－５基于自适应滑模观测器的ＰＭＳＭ矢量控制框图??本系统中采用了电流内环和速度外环双闭环的控制方法。选取表面式ＰＭＳＭ??参数为：电机的额定频率为５０Ｈｚ，相电压为２２０Ｖ，相电阻２．８７５Ｄ，直交轴电感??ｈ＝々＝８．３５ｍＨ，转动惯量Ｊ＝０．０００８杈．ｗ２，转子磁链?ｒ?＝?０．１７５奶），极对数４。??自适应模糊滑模观测器模块的内部仿真模型如图３－６所示，主要是由ＳＭＯ、??模糊控制器和反电动势观测器组成的。整个无传感器矢量控制系统的ＭＡＴＬＡＢ??仿真模型如图３－７所示：??３２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种表贴式永磁同步电机无位置传感器低速控制策略[J]. 邵俊波,王辉,黄守道,吴轩. 中国电机工程学报. 2018(05)
[2]基于自适应模糊滑模观测器的永磁同步电机无传感器矢量控制[J]. 彭思齐,宋彦彦. 控制与决策. 2018(04)
[3]永磁同步电机无位置传感器控制技术研究综述[J]. 刘计龙,肖飞,沈洋,麦志勤,李超然. 电工技术学报. 2017(16)
[4]面装式永磁同步电机驱动系统无位置传感器控制[J]. 李红梅,王萍. 电工技术学报. 2016(S1)
[5]永磁同步电机全速范围无速度传感器控制[J]. 胡庆波,孙春媛. 电机与控制学报. 2016(09)
[6]基于自适应滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制[J]. 陈炜,张志伟. 电工电能新技术. 2016(08)
[7]基于滑模观测器与滑模控制器的永磁同步电机无位置传感器控制[J]. 陈思溢,皮佑国. 电工技术学报. 2016(12)
[8]无刷交流同步电机无位置传感器起动控制[J]. 魏佳丹,史明明,吴天国,韩楚,周波. 电机与控制学报. 2014(09)
[9]永磁同步电机在全速范围内的无位置传感器矢量控制[J]. 张海燕,刘军,兖涛,赵瑶瑶. 电机与控制应用. 2014(07)
[10]Modified unscented Kalman filter using modified filter gain and variance scale factor for highly maneuvering target tracking[J]. Changyun Liu,Penglang Shui,Gang Wei,Song Li. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2014(03)
博士论文
[1]基于磁链观测器的永磁同步电动机无传感器控制技术研究[D]. 苏健勇.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]永磁同步电机无传感器控制技术研究[D]. 庞晴晴.中国矿业大学 2014
[2]内置式永磁同步电机控制系统研究[D]. 蔡军.华中科技大学 2012
[3]永磁同步电机的无位置传感器控制[D]. 张涛.大连理工大学 2011
[4]基于虚拟磁链直接功率控制的并网逆变器的研究[D]. 王国君.哈尔滨工业大学 2008
[5]基于DSP的永磁同步电机控制方法研究[D]. 林海.西北工业大学 2007
[6]基于DSP的永磁同步电机无传感器矢量控制系统研究[D]. 顾军.南京航空航天大学 2006
本文编号：3627908
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１永磁体安装结构示意图??
模糊控制器中的输入有５个模糊子集，输出有７个模糊子集，首先采用??Ｍａｍｄａｎｉ进行模糊推理，然后通过重心法反模糊化进行判决，仿真得到的输入输??出隶属函数如图３－４所示。??］〇ＮＢ?ＮＭ?Ｚ?ＰＭ￣ＰＥ??Ｑ．??令０．?８??■Ｓ?／?＼??§?０．?６??Ｅ??Ｓ０－４??｜〇．２??－３－２?１?０?１?２?３??ｓ／ｓ??（ａ）输入？的隶属闲数??３１??
根据上述的理论分析，为了验证自适应模糊滑模观测器无速度传感器控制法??的可行性，本文在ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真软件中搭建了基于自适应模糊滑模观??测器矢量控制的仿真模型其基本框图如图３－５所示。??Ｗ?ｆ－ｎ?／?－；■?ＳＶ？?变器??ｉ—?ｅ??￣■?ａＰ?／?＊?：?ａｂｃ／＾?＊???—／????／ｐｍ＼??．?Ｉｓｉｓｌ，??＼＾ｙ???模糊滑＾???模观测■＂???器ｆ?ＵＰ??图３－５基于自适应滑模观测器的ＰＭＳＭ矢量控制框图??本系统中采用了电流内环和速度外环双闭环的控制方法。选取表面式ＰＭＳＭ??参数为：电机的额定频率为５０Ｈｚ，相电压为２２０Ｖ，相电阻２．８７５Ｄ，直交轴电感??ｈ＝々＝８．３５ｍＨ，转动惯量Ｊ＝０．０００８杈．ｗ２，转子磁链?ｒ?＝?０．１７５奶），极对数４。??自适应模糊滑模观测器模块的内部仿真模型如图３－６所示，主要是由ＳＭＯ、??模糊控制器和反电动势观测器组成的。整个无传感器矢量控制系统的ＭＡＴＬＡＢ??仿真模型如图３－７所示：??３２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种表贴式永磁同步电机无位置传感器低速控制策略[J]. 邵俊波,王辉,黄守道,吴轩. 中国电机工程学报. 2018(05)
[2]基于自适应模糊滑模观测器的永磁同步电机无传感器矢量控制[J]. 彭思齐,宋彦彦. 控制与决策. 2018(04)
[3]永磁同步电机无位置传感器控制技术研究综述[J]. 刘计龙,肖飞,沈洋,麦志勤,李超然. 电工技术学报. 2017(16)
[4]面装式永磁同步电机驱动系统无位置传感器控制[J]. 李红梅,王萍. 电工技术学报. 2016(S1)
[5]永磁同步电机全速范围无速度传感器控制[J]. 胡庆波,孙春媛. 电机与控制学报. 2016(09)
[6]基于自适应滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制[J]. 陈炜,张志伟. 电工电能新技术. 2016(08)
[7]基于滑模观测器与滑模控制器的永磁同步电机无位置传感器控制[J]. 陈思溢,皮佑国. 电工技术学报. 2016(12)
[8]无刷交流同步电机无位置传感器起动控制[J]. 魏佳丹,史明明,吴天国,韩楚,周波. 电机与控制学报. 2014(09)
[9]永磁同步电机在全速范围内的无位置传感器矢量控制[J]. 张海燕,刘军,兖涛,赵瑶瑶. 电机与控制应用. 2014(07)
[10]Modified unscented Kalman filter using modified filter gain and variance scale factor for highly maneuvering target tracking[J]. Changyun Liu,Penglang Shui,Gang Wei,Song Li. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2014(03)
博士论文
[1]基于磁链观测器的永磁同步电动机无传感器控制技术研究[D]. 苏健勇.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]永磁同步电机无传感器控制技术研究[D]. 庞晴晴.中国矿业大学 2014
[2]内置式永磁同步电机控制系统研究[D]. 蔡军.华中科技大学 2012
[3]永磁同步电机的无位置传感器控制[D]. 张涛.大连理工大学 2011
[4]基于虚拟磁链直接功率控制的并网逆变器的研究[D]. 王国君.哈尔滨工业大学 2008
[5]基于DSP的永磁同步电机控制方法研究[D]. 林海.西北工业大学 2007
[6]基于DSP的永磁同步电机无传感器矢量控制系统研究[D]. 顾军.南京航空航天大学 2006
本文编号：3627908
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