电动汽车用PMSM无位置传感器控制策略研究

发布时间：2021-08-18 23:18

　　近年来,随着新能源汽车的发展,特别是以永磁同步电机为动力来源的电动汽车得到了广泛的关注。对于永磁同步电机控制系统,转子的位置信息对控制的精度至关重要。传统的机械式传感器不仅增加了系统成本,还受到各种复杂环境因素的影响而限制永磁同步电机的进一步推广使用。因此,永磁同步电机无位置传感器控制算法的研究就凸显出其极高的学术与应用价值。首先,本文采用了一种基于电流误差自适应调节函数增益的滑模变结构算法来估算转子的转速和位置。滑模变结构算法能够从定子的电流和电压中,提取出电机的反电动势,计算得出转子的转速与位置。针对传统滑模变结构方法使用固定的函数增益,不能根据系统的状态自适应的调节,影响系统估计精度和增加抖振的不足,本文采用了一种能够根据电流误差的大小,自适应调节反曲函数的增益的算法。该算法能够削弱系统的抖振和减小估算误差,提高系统的性能。通过对不同的转速和负载下的永磁同步电机无传感器控制系统的仿真分析,验证了所提算法的可行性和优越性。其次,在自适应滑模变结构的基础上,加入带前馈补偿环节的锁相环的PMSM无位置传感器控制系统。由于滑模变结构控制估算出的反电动势带有高频分量,使用此数值直接计算转子... 

【文章来源】：重庆交通大学重庆市

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

PMSM转子结构类型图

9图2-2PMSM简化后物理模型永磁同步电机的数学模型包含的物理和数学方程主要包括电压方程、磁链方程和转矩方程。在不同的坐标系中，PMSM的数学方程的表达方式也不同，下面就介绍几种常用的坐标系下的PMSM数学模型：（1）在三项静止坐标系中的数学模型，即ABC坐标系：PMSM的定子绕组轴间彼此互成120度，三项绕组轴线分别设为OA、OB、OC，简化后的数学模型如图(2-3)所示，即ABC坐标系。在ABC坐标系中，PMSM的定子电压方程为：AAsABBsBCCsCduRidtduRidtduRidtψψψ=+=+=+（2.2）其中、、分别为定子A、B、C绕组的相电压；、、分别为相电流；、、分别为绕组的磁链；为相电阻。PMSM在三相静止坐标系中的磁链方程可表示为：AAAAABBACCfABABABBBBCCfBCACABCBCCCfCLiLiLiLiLiLiLiLiLiψψψψψψ=+++=+++=+++（2.3）其中、、分别为三相定子绕组的自感；、、分别为三相绕组之

12其中令=，则上式可以表示为：etqT=Ki（2.15）其中为电机的转矩常数；PMSM运转时的运动方程为：eLdTTJBdtω=+ω（2.16）式中ω为机械角速度且enω=ωp；T为机械负载转矩；J为PMSM的转动惯量；B为粘滞摩擦系数。PMSM在dq坐标系下电流方程可用下式表示：dssddsqqssdqsddiLRiuLidtdiLRiuLidtωω+=++=+（2.17）图2-3三种常用坐标系数学模型2.2.2坐标变换在对PMSM进行控制时，我们需要用到解耦分析。上世纪20年代，Park提出了一种d-q坐标变换方法，能够将PMSM基于定子坐标系下的数学模型转化为转子坐标系下的模型。这种方法能够使电机的数学模型中不含有时变系数，巧妙的将数学模型进行解耦，建立了著名的PARK方程，为后续PMSM控制的发展与研究提供了理论基矗永磁同步电机分析中涉及到的坐标系主要包括定子静止坐标系、转子坐标系、空间任意旋转坐标系和磁场定向坐标系。空间矢量坐标变换是简化PMSM复杂数


本文编号：3350816