基于擾動補(bǔ)償?shù)挠来磐诫姍C(jī)無傳感位置控制.pdf

1、永磁同步電動機(jī)（Permanent Magnet Synchronous Motor，簡稱PMSM）和其他的電動機(jī)相比，沒有過多的冗余裝置，因此具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)剛性且結(jié)構(gòu)簡單，并且具有功率因數(shù)高、功率密度高、效率高、消耗低、體積小、價(jià)格優(yōu)等優(yōu)點(diǎn)，永磁同步電機(jī)既能夠滿足高性能控制系統(tǒng)的要求，也逐步成為電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的第一選擇。PMSM被廣泛應(yīng)用到電動汽車、機(jī)器人、航空航天、電梯運(yùn)作等控制領(lǐng)域。但一般在對 PMSM進(jìn)行控制時(shí)，為了得到精確的轉(zhuǎn)子

2、位置和速度信息需要安裝傳感器或光電編碼器，但是安裝這些器件會降低電機(jī)的穩(wěn)定性和精確性，并且增加系統(tǒng)運(yùn)行的成本。并且在 PMSM運(yùn)行過程中，其內(nèi)部參數(shù)或者外部負(fù)載突變也同樣限制了永磁同步電機(jī)的應(yīng)用。因此學(xué)多學(xué)者著手研究基于擾動補(bǔ)償?shù)臒o傳感 PMSM的控制方法，利用矢量控制或者直接轉(zhuǎn)矩控制等方法得到轉(zhuǎn)子速度和位置的估計(jì)值，并對參數(shù)變化有較好的魯棒性。
　　本文采用魯棒自適應(yīng)控制方法，擴(kuò)張觀測器控制方法以及模型參考自適應(yīng)控制三種不同的方

3、法對無位置傳感器的永磁同步電機(jī)進(jìn)行擾動補(bǔ)償?shù)目刂?，能夠?qū)崿F(xiàn)永磁同步電機(jī)更好控制精度和穩(wěn)定性。本文所做的工作如下：
　　第一，闡述了關(guān)于 PMSM抗擾動無傳感位置控制的意義和發(fā)展前景，分析了現(xiàn)階段關(guān)于抗擾動無位置傳感器 PMSM控制的方法和取得的研究成果。在閱讀大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上著重研究了PMSM的結(jié)構(gòu)，并對其進(jìn)行系統(tǒng)建模，并在Matlab平臺上進(jìn)行建模仿真，在仿真的過程中對PMSM的矢量控制以及坐標(biāo)變化等方面進(jìn)行了深入了研究。

4、>　　第二，提出了基于魯棒自適應(yīng)的無傳感 PMSM位置控制策略，這種方法基于dq坐標(biāo)下的電流設(shè)計(jì)新型的魯棒自適應(yīng)控制器，設(shè)計(jì)合理的自適應(yīng)率和控制率，選取適當(dāng)?shù)腖yapunov函數(shù)，從而得到永磁同步電機(jī)的位置和速度信號，該方法對PMSM內(nèi)部參數(shù)變化以及外部負(fù)載變化有良好的魯棒性，且能夠保證系統(tǒng)的穩(wěn)定進(jìn)行，通過 Matlab仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此方法是有效可行的。
　　第三，提出了一種基于擴(kuò)展觀測器的無傳感 PMSM位置控制的方法，此方

5、法通過靜止兩相坐標(biāo)系下對反電動勢的觀測，由反電動勢可以得出位置和速度信號，從而達(dá)到無傳感位置控制的目的。同時(shí)對各種干擾信號進(jìn)行實(shí)時(shí)的反饋補(bǔ)償，即對外部負(fù)載等干擾及其內(nèi)部因環(huán)境、溫度變化而產(chǎn)生參數(shù)變化進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償。采用 Lyapunov理論驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的擴(kuò)展觀測器的穩(wěn)定性并在 Matlab中進(jìn)行仿真，仿真實(shí)驗(yàn)表明設(shè)計(jì)的有效可行性。
　　第四，提出了基于參考模型自適應(yīng)的 PMSM的無傳感器位置控制，此控制方法采用電流估計(jì)值及電流的誤差