基于全阶自适应观测器的永磁同步电动机无速度传感器抗扰控制

发布时间：2022-04-23 16:57

　　近年来,随着永磁材料性能逐渐提升,成本不断下降,永磁同步电动机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）已广泛应用于高性能交流调速领域,为了保证系统稳定运行需要精确地获得电机转速和转子位置。一般通过安装在电机轴承上的机械式传感器来获得电机转子位置和转速。但是,机械式传感器的安装造成了系统复杂度提升,可靠性降低等一系列问题。因此无速度传感器控制技术一直以来是交流调速领域的研究热点。全阶自适应观测器凭借结构简单、适应性强、适用范围广等优点受到广泛关注。考虑到该方法对负载突变较为敏感的问题,本文研究了一种基于全阶自适应观测器的永磁同步电动机无速度传感器抗扰控制策略。首先设计了全阶自适应观测器来估算转速和转子位置,然后设计负载扰动观测器观测负载扰动并对控制系统进行转矩电流前馈补偿,该方法显著提升了控制系统对外部负载扰动的抗干扰能力。为了证明基于全阶自适应观测器的无速度传感器抗扰控制方法的可行性与有效性,通过仿真和实验两方面对该方法进行验证。仿真和实验结果表明:相比于全阶自适应观测器无速度传感器控制策略,本文所研究的控制策略在保持系统稳态性能几乎不变的前提... 

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 交流电机无速度传感器控制方法概述
    1.3 全阶自适应观测器无速度传感器控制研究现状
    1.4 论文主要内容
2 基于全阶自适应观测器的无速度传感器抗扰控制原理
    2.1 全阶自适应观测器工作原理
    2.2 全阶自适应观测器设计及稳定性证明
        2.2.1 全阶自适应观测器设计
        2.2.2 自适应率选取及稳定性证明
        2.2.3 增益矩阵的选取
    2.3 基于全阶自适应观测器无速度传感器抗扰控制
        2.3.1 负载扰动观测设计
        2.3.2 转矩电流前馈补偿
    2.4 本章小结
3 基于全阶自适应观测器的无速度传感器抗扰控制仿真分析
    3.1 基于全阶自适应观测器的无速度传感器抗扰控制策略仿真模型
    3.2 基于全阶自适应观测器的无速度传感器抗扰控制仿真结果及分析
        3.2.1 全阶自适应观测器无速度传感器控制仿真验证
        3.2.2 基于全阶自适应观测器无速度传感器抗扰控制仿真验证
    3.3 仿真结果对比分析
        3.3.1 动态性能仿真对比分析
        3.3.2 稳态性能仿真对比分析
    3.4 本章小结
4 系统硬件及软件设计
    4.1 硬件设备介绍
    4.2 系统软件设计
        4.2.1 软件编写
        4.2.2 程序流程图设计
        4.2.3 控制算法流程设计
    4.3 本章小结
5 基于全阶自适应观测器的无速度传感器抗扰控制实验分析
    5.1 全阶自适应观测器无速度传感器控制策略实验结果及分析
    5.2 基于全阶自适应观测器无速度传感器抗扰控制策略实验结果及分析
    5.3 实验结果对比分析
        5.3.1 动态性能实验对比分析
        5.3.2 稳态性能实验对比分析
    5.4 本章小节
6 全文总结与展望
致谢
参考文献
附录
攻读硕士学位期间主要研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]基于双辨识参数全阶自适应观测器的感应电机低速性能[J]. 尹忠刚,张延庆,杜超,孙向东,钟彦儒.  电工技术学报. 2016(20)
[3]基于负载观测的永磁电机驱动系统自抗扰控制[J]. 盖江涛,黄守道,黄庆,王辉.  电工技术学报. 2016(18)
[4]具有参数辨识的永磁同步电机无位置传感器控制[J]. 李旭春,张鹏,严乐阳,马少康.  电工技术学报. 2016(14)
[5]基于负载转矩观测器的PMSM抗负载扰动控制策略[J]. 荀倩,王培良,蔡志端,李祖欣,吕帅帅.  电工电能新技术. 2016(05)
[6]改进电压模型的异步电机无速度传感器矢量控制[J]. 姜宏丽,宗伟,刘其辉,齐桓若.  电气传动. 2015(02)
[7]永磁同步发电机无速度传感器控制[J]. 张兴,郭磊磊,杨淑英,曹仁贤.  中国电机工程学报. 2014(21)
[8]异步电机无速度传感器模型预测控制[J]. 张永昌,杨海涛.  中国电机工程学报. 2014(15)
[9]永磁同步电机伺服系统抗扰动自适应控制[J]. 鲁文其,胡育文,梁骄雁,黄文新.  中国电机工程学报. 2011(03)
[10]异步电机自适应全阶观测器算法低速稳定性研究[J]. 陈伟,于泳,杨荣峰,徐壮,徐殿国.  中国电机工程学报. 2010(36)



本文编号：3647600