車載電動空調(diào)用基于滑模觀測器的無傳感器PMSM控制系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來，隨著電力電子技術(shù)、微處理器技術(shù)、計算科學(xué)和現(xiàn)代控制理論的飛速發(fā)展，促進了汽車電子技術(shù)的不斷進步，許多傳統(tǒng)的液壓或燃氣系統(tǒng)逐漸被電子系統(tǒng)所替代，后者的性能也逐漸接近甚至超越了前者，汽車的全電氣化控制已成為一種趨勢。論文在此背景下，針對國內(nèi)缺少成熟的汽車電動空調(diào)技術(shù)，開展車載電動空調(diào)用永磁同步電機無位置傳感器控制系統(tǒng)研究。
　　 永磁同步電機因其體積小、壽命長、噪音低、效率高等優(yōu)點，非常適合于車載空調(diào)系統(tǒng)中，但因為壓縮機中很

2、難安裝位置傳感器，需要使用無位置傳感器控制技術(shù)，因而復(fù)雜的控制算法成為應(yīng)用的瓶頸。文章首先在緒論部分對永磁同步電機無傳感器控制技術(shù)進行了概述，對現(xiàn)有的主流控制方法和其優(yōu)缺點進行分析后，選擇基于滑模觀測器的無傳感器控制技術(shù)，該控制策略適用于高速運行下的電機調(diào)速，魯棒性好、控制算法易于工程實現(xiàn)。
　　 在分析了滑模變結(jié)構(gòu)控制理論和永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型后，建立了一套基于滑模觀測器的無位置傳感器矢量控制策略，給出了詳細的數(shù)學(xué)表達，并在

3、MATLAB/SIMULINK下搭建了仿真模型進行仿真研究，分析了系統(tǒng)在動態(tài)和穩(wěn)態(tài)條件下滑模觀測器輸出的轉(zhuǎn)子估計位置和實際位置，并就滑模增益參數(shù)的選擇問題進行了仿真研究，為實際系統(tǒng)設(shè)計提供了理論依據(jù)。
　　 然后以Freescale DSP56F8346為控制核心，設(shè)計了一套永磁同步電機控制系統(tǒng)，詳細闡述了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計。對主電路、驅(qū)動電路、采樣及濾波放大電流、以及DSP控制板設(shè)計做了詳細的闡述。從小數(shù)的定標、滑模觀測器數(shù)字化

4、實現(xiàn)、以及設(shè)計規(guī)范和流程圖方面介紹了系統(tǒng)的軟件設(shè)計，并簡單介紹了如何使用FreeMaster搭建在線監(jiān)視及調(diào)試系統(tǒng)。
　　 最后，針對論文提出的控制算法和軟硬件平臺進行了實驗研究。首先利用一臺裝有位置傳感器的永磁同步電機進行軟件的調(diào)試和滑模算法的驗證，給出了滑模觀測器輸出的轉(zhuǎn)子估計位置和傳感器輸出的轉(zhuǎn)子實際位置對比波形，驗證了軟硬件系統(tǒng)的可行性和可靠性。然后針對永磁同步電機驅(qū)動一體化空調(diào)樣機進行了實驗，詳細分析了電機的啟動過程和