改进的滑模观测器与I/F起动相结合的无位置传感器控制
发布时间：2021-12-19 11:19
《中国制造2025》明确提出加快工业伺服、新能源汽车、节能系统等健康发展,提升制造业竞争力,以达到世界领先水平。装备制造的核心部件是伺服电机,高端伺服电机驱动控制系统的自主开发是智能制造的关键,永磁同步电动机由于具有高起动转矩,高过载能力,调速范围宽,运行可靠性高等优点而在航空航天,智能家居,数控（CNC）机床等场合广泛应用。永磁同步电动机传统的驱动控制系统通常使用位置传感器来获得转子位置信息和转速信息,这些位置传感器不仅价格昂贵而且还具有可靠性问题,不能在一些特殊场合应用。因此,无位置传感器控制成为现代电机控制领域的一个重要研究方向。本文首先介绍了PMSM无传感器控制技术的研究背景和意义,对当前几种常用的无位置传感器控制方法进行了分析和比较,并选择了高鲁棒性的滑模观测器法（Slide Mode Observer,SMO）作为本文的重点研究方法。另外,对永磁同步电动机的数学模型及其坐标变换进行了公式推导,分析了永磁同步电动机常用的Id（28）0的控制策略,详细介绍了七段式SVPWM在硬件中的实现。然后深入研究滑模观测器控制法,根据滑模变结构控制理论选择合适的滑模切...
【文章来源】： 中北大学山西省
【文章页数】：78 页
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 无位置传感器控制研究现状
1.3 本文主要内容
第二章 永磁同步电机的数学模型及矢量控制
2.1 永磁同步电机结构
2.2 PMSM数学模型
2.2.1 坐标变换
2.2.2 永磁同步电机数学模型
2.3 永磁同步电机矢量控制
2.3.1 Id=0控制
2.3.2 电压空间脉宽调制技术
2.4 本章小结
第三章 滑模观测器控制
3.1 滑模变结构控制定义
3.2 滑模变结构控制的品质
3.3 滑模观测器控制的抖振问题
3.3.1 抖振产生的原因
3.3.2 准滑动模态函数
3.3.3 滑模趋近率
3.4 传统滑模观测器的设计
3.5 改进的滑模观测器设计
3.5.1 稳定性分析
3.6 系统Matlab/Simulink仿真验证
3.6.1 系统整体仿真设计
3.6.2 仿真结果
3.7 本章小结
第四章 永磁同步电机I/F起动策略
4.1 I/F起动策略
4.2 初始位置检测
4.3 加速阶段
4.4 角度切换
4.4.1 电流匹配,速度闭环切换
4.5 本章小结
第五章 控制系统软硬件设计
5.1 驱动硬件设计
5.2 模块电路
5.3 系统软件设计
5.4 本章小节
第六章 实验结果与分析
6.1 实验结果分析
6.2 I/F起动
6.3 传统SMO
6.4 改进SMO
6.4.1 静态实验
6.4.2 动态实验
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]IF控制结合滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器复合控制策略 [J]. 刘计龙,肖飞,麦志勤,高山,余锡文. 电工技术学报. 2018(04)
[2]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)
[3]永磁同步电机IF控制策略转矩匹配特性研究 [J]. 张文斌,黄华. 船电技术. 2016(09)
[4]基于改进滑模观测器的永磁同步电机控制研究 [J]. 孟凡佳,刘志宇. 工业控制计算机. 2016(08)
[5]基于改进滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器I/F起动方法 [J]. 肖烨然,刘刚,宋欣达,崔臣君,孙庆文. 电力自动化设备. 2015(08)
[6]永磁同步电机无传感器控制的软开关滑模观测器 [J]. 陆婋泉,林鹤云,冯奕,韩俊林. 电工技术学报. 2015(02)
[7]基于转子高频脉动电流注入的同步电动机无位置传感器型直接转矩控制 [J]. 周扬忠,龙世鹏. 中国电机工程学报. 2015(01)
[8]永磁同步电机开环V/F稳定控制方法 [J]. 林东,彭惠. 机电工程技术. 2012(10)
[9]水下机器人基于sigmoid函数的软变结构控制 [J]. 刘云龙,高存臣,任启峰,郭真真. 电机与控制学报. 2012(02)
[10]内置式永磁同步电机无位置传感器控制 [J]. 王高林,杨荣峰,于泳,徐殿国. 中国电机工程学报. 2010(30)
博士论文
[1]永磁同步电机直接转矩控制及其力矩伺服应用研究[D]. 吕帅帅.西北工业大学. 2016
硕士论文
[1]基于模型预测控制的注塑机专用驱动系统的研究[D]. 胡国庆.中北大学. 2018
[2]永磁电机低载波比无传感器控制策略研究[D]. 付炎.哈尔滨工业大学. 2017
[3]永磁同步电机驱动系统高功率因数控制技术研究[D]. 张中.中国矿业大学. 2017
[4]基于FPGA的多轴伺服电机控制技术及其应用研究[D]. 郭栋梁.沈阳理工大学. 2017
[5]永磁同步电机控制方法研究[D]. 高秋华.长沙理工大学. 2016
[6]伺服驱动系统电机控制及机电耦合分析[D]. 于成龙.重庆大学. 2015
[7]永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计[D]. 梅国权.南京理工大学. 2013
[8]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
[9]永磁同步伺服系统的设计与实现[D]. 缪礼锋.中国科学技术大学. 2011
[10]空调压缩机PMSM无传感器控制系统研制[D]. 戚邦圳.哈尔滨工业大学. 2009
本文编号：3544322
【文章来源】： 中北大学山西省
【文章页数】：78 页
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 无位置传感器控制研究现状
1.3 本文主要内容
第二章 永磁同步电机的数学模型及矢量控制
2.1 永磁同步电机结构
2.2 PMSM数学模型
2.2.1 坐标变换
2.2.2 永磁同步电机数学模型
2.3 永磁同步电机矢量控制
2.3.1 Id=0控制
2.3.2 电压空间脉宽调制技术
2.4 本章小结
第三章 滑模观测器控制
3.1 滑模变结构控制定义
3.2 滑模变结构控制的品质
3.3 滑模观测器控制的抖振问题
3.3.1 抖振产生的原因
3.3.2 准滑动模态函数
3.3.3 滑模趋近率
3.4 传统滑模观测器的设计
3.5 改进的滑模观测器设计
3.5.1 稳定性分析
3.6 系统Matlab/Simulink仿真验证
3.6.1 系统整体仿真设计
3.6.2 仿真结果
3.7 本章小结
第四章 永磁同步电机I/F起动策略
4.1 I/F起动策略
4.2 初始位置检测
4.3 加速阶段
4.4 角度切换
4.4.1 电流匹配,速度闭环切换
4.5 本章小结
第五章 控制系统软硬件设计
5.1 驱动硬件设计
5.2 模块电路
5.3 系统软件设计
5.4 本章小节
第六章 实验结果与分析
6.1 实验结果分析
6.2 I/F起动
6.3 传统SMO
6.4 改进SMO
6.4.1 静态实验
6.4.2 动态实验
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]IF控制结合滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器复合控制策略 [J]. 刘计龙,肖飞,麦志勤,高山,余锡文. 电工技术学报. 2018(04)
[2]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)
[3]永磁同步电机IF控制策略转矩匹配特性研究 [J]. 张文斌,黄华. 船电技术. 2016(09)
[4]基于改进滑模观测器的永磁同步电机控制研究 [J]. 孟凡佳,刘志宇. 工业控制计算机. 2016(08)
[5]基于改进滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器I/F起动方法 [J]. 肖烨然,刘刚,宋欣达,崔臣君,孙庆文. 电力自动化设备. 2015(08)
[6]永磁同步电机无传感器控制的软开关滑模观测器 [J]. 陆婋泉,林鹤云,冯奕,韩俊林. 电工技术学报. 2015(02)
[7]基于转子高频脉动电流注入的同步电动机无位置传感器型直接转矩控制 [J]. 周扬忠,龙世鹏. 中国电机工程学报. 2015(01)
[8]永磁同步电机开环V/F稳定控制方法 [J]. 林东,彭惠. 机电工程技术. 2012(10)
[9]水下机器人基于sigmoid函数的软变结构控制 [J]. 刘云龙,高存臣,任启峰,郭真真. 电机与控制学报. 2012(02)
[10]内置式永磁同步电机无位置传感器控制 [J]. 王高林,杨荣峰,于泳,徐殿国. 中国电机工程学报. 2010(30)
博士论文
[1]永磁同步电机直接转矩控制及其力矩伺服应用研究[D]. 吕帅帅.西北工业大学. 2016
硕士论文
[1]基于模型预测控制的注塑机专用驱动系统的研究[D]. 胡国庆.中北大学. 2018
[2]永磁电机低载波比无传感器控制策略研究[D]. 付炎.哈尔滨工业大学. 2017
[3]永磁同步电机驱动系统高功率因数控制技术研究[D]. 张中.中国矿业大学. 2017
[4]基于FPGA的多轴伺服电机控制技术及其应用研究[D]. 郭栋梁.沈阳理工大学. 2017
[5]永磁同步电机控制方法研究[D]. 高秋华.长沙理工大学. 2016
[6]伺服驱动系统电机控制及机电耦合分析[D]. 于成龙.重庆大学. 2015
[7]永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计[D]. 梅国权.南京理工大学. 2013
[8]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
[9]永磁同步伺服系统的设计与实现[D]. 缪礼锋.中国科学技术大学. 2011
[10]空调压缩机PMSM无传感器控制系统研制[D]. 戚邦圳.哈尔滨工业大学. 2009
本文编号：3544322
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3544322.html
