無傳感器永磁同步電機轉(zhuǎn)矩脈動最小化方法研究.pdf

1、永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor，簡稱PMSM)具有功率密度高、轉(zhuǎn)動慣量小等優(yōu)點，近年來在中小容量矢量調(diào)速控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。為了實現(xiàn)系統(tǒng)的高性能和高精度控制，通常要求系統(tǒng)在穩(wěn)定運行的前提下有快速的動態(tài)響應(yīng)和良好的低速平穩(wěn)性。對于PMSM來說，低速平穩(wěn)性是評價系統(tǒng)性能的最重要的指標之一。影響PMSM低速平穩(wěn)性的主要因素是電機在低速運行時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動。
　　 電機在低速時

2、產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動，主要包括電機定子電流中包含諧波產(chǎn)生的電磁諧波脈動和定子齒槽形狀產(chǎn)生的齒槽脈動等?；赑MSM的調(diào)速控制系統(tǒng)的主要控制策略有矢量控制(Vector Control，簡稱VC)和直接轉(zhuǎn)矩控制(Direct Torque Control，簡稱DTC)兩種方法。文中對這兩種方案進行比較，相比之下，DTC方法后來卻并不居上，雖然這種方法更加簡單和直接，但是電機啟動難，低速或零速運行性能差，因此本文選擇了更為成熟的VC作為PMSM調(diào)

3、速系統(tǒng)的控制方案。通過大量學者的研究論證，發(fā)現(xiàn)這些影響低速性能的脈動都是電機轉(zhuǎn)子位置角速度的周期函數(shù)，因此本文提出采用迭代學習控制(IterativeLearningControl，簡稱ILC)算法這種專門針對具有重復性運動的對象，根據(jù)給出的迭代學習律通過迭代來減少誤差從而抑制電機的轉(zhuǎn)矩脈動。
　　 PMSM矢量控制是通過檢測電機轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速來控制定子電流或電壓的，在電機轉(zhuǎn)子軸上安裝位置傳感器可以直接及時的得到轉(zhuǎn)子位置角信息，

4、但是安裝機械傳感器會擴大系統(tǒng)體積，增加硬件成本，利用擴展卡爾曼濾波(ExtendedKalmanFilter，簡稱EKF)算法，通過測量電機在兩相靜止坐標系下的電流，基于觀測器理論，使用EKF的迭代算法用已知狀態(tài)量估算出未知的轉(zhuǎn)子位置角和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。
　　 在MATLAB/simulink軟件下進行系統(tǒng)仿真，可以從仿真波形看出利用提出的ILC的迭代學習律可以很好的抑制電機在低速運行下的轉(zhuǎn)矩脈動。在分析仿真波形的同時，給出迭代通道開