基于滑模觀測(cè)器的PMSM無(wú)位置傳感器控制研究.pdf

1、永磁同步電機(jī)(Permanent magnet synchronous motor)憑借高性價(jià)比，高精度，高功率因數(shù)的優(yōu)點(diǎn)，在高性能要求的伺服傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。為了實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，傳統(tǒng)的永磁同步電機(jī)采用編碼器，旋轉(zhuǎn)變壓器等機(jī)械傳感器來(lái)獲取電機(jī)轉(zhuǎn)速和位置信息，不僅增大了電機(jī)整體體積和重量，而且有損系統(tǒng)的實(shí)用性和穩(wěn)定性，同時(shí)限制了其在某些惡劣場(chǎng)合的應(yīng)用。為了克服機(jī)械傳感器帶來(lái)的劣勢(shì)，無(wú)位置傳感器控制應(yīng)運(yùn)而生。在眾多無(wú)位置傳感器控制算法中，本

2、文以基于滑模觀測(cè)器的PMSM無(wú)位置傳感器控制算法為研究重點(diǎn)，對(duì)PMSM運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子位置/轉(zhuǎn)速的估計(jì)方法做了深入研究和分析。本文研究的主要內(nèi)容如下:
　　首先本文介紹了PMSM無(wú)位置傳感器控制的背景意義，PMSM控制策略，以及無(wú)位置傳感器控制方法的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，通過(guò)對(duì)各種無(wú)位置傳感器控制算法的分析，提出的本文所采用的無(wú)位置傳感器控制算法。
　　其次介紹了電機(jī)基本結(jié)構(gòu)，和坐標(biāo)變換原理，隨后給出了在不同坐標(biāo)系下的電機(jī)數(shù)學(xué)模型，最后介紹

3、了電機(jī)矢量控制策略以及空間矢量調(diào)制方法，通過(guò)對(duì)矢量控制方法的比較，本文選擇id=0的矢量控制策略。
　　然后本文在分析滑模變結(jié)構(gòu)原理的基礎(chǔ)上，通過(guò)電機(jī)模型構(gòu)建滑模電流觀測(cè)器，間接獲取電機(jī)轉(zhuǎn)速和位置。但是由于滑模觀測(cè)器的開(kāi)關(guān)特性，空間滯后，時(shí)間延遲等原因，造成了高頻抖振的產(chǎn)生。本文中采用飽和函數(shù)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的開(kāi)關(guān)函數(shù)，和采用變截止頻率的低通濾波器，減少了反電勢(shì)中的高頻抖振，同時(shí)采用鎖相環(huán)估算轉(zhuǎn)子位置，提高了轉(zhuǎn)子位置的估算精度。最后為了

4、進(jìn)一步提高滑模觀測(cè)器的整體估算性能，減少逆變器死區(qū)時(shí)間影響，提出了逆變器死區(qū)補(bǔ)償。因此，本文中的滑模觀測(cè)器不僅具有魯棒性強(qiáng)，而且具有響應(yīng)速度快，轉(zhuǎn)子位置估算誤差小等優(yōu)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，利用Matlab的Simulink搭建模型，對(duì)傳統(tǒng)滑模觀測(cè)器和改進(jìn)的滑模觀測(cè)器的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，證實(shí)了本文中改進(jìn)滑模觀測(cè)器的可行性。
　　最后搭建系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)軟件流程，編寫(xiě)相關(guān)代碼，對(duì)本文中的算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證改進(jìn)的滑模觀測(cè)器的