基于滑模觀測器的高速永磁同步電機無傳感器技術(shù)研究.pdf

1、高速永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)作為高速電主軸的核心部件，具有動態(tài)響應(yīng)好、功率密度大和工作效率高等特點，近年來逐漸受到人們的關(guān)注。高速永磁同步電機的控制性能決定了高速數(shù)控機床的工作效率，因此對高速永磁同步電機驅(qū)動控制系統(tǒng)展開研究具有較高的應(yīng)用價值。由于高速永磁同步電機本體結(jié)構(gòu)的限制，不適宜安裝機械傳感器，因此，高速永磁同步電機無傳感器控制一直是學(xué)者們研究的熱點。滑模觀測

2、器作為滑模變結(jié)構(gòu)控制在無傳感器控制領(lǐng)域的一個應(yīng)用，具有魯棒性強和估算精度高的優(yōu)點，但在實際工程應(yīng)用中，其固有的抖振現(xiàn)象會極大地影響控制效率。本文以傳統(tǒng)滑模觀測器為基礎(chǔ)，通過對滑模變結(jié)構(gòu)控制理論和狀態(tài)線性反饋控制理論的分析，以抑制傳統(tǒng)滑模觀測器抖振問題、改善無傳感器控制精度、提高高速 PMSM調(diào)速范圍和增強高速 PMSM控制系統(tǒng)魯棒性為目標(biāo)，針對高速永磁同步電機無傳感器控制展開了研究。
　　首先，通過對永磁同步電機數(shù)學(xué)模型和滑模變結(jié)

3、構(gòu)控制理論的分析，建立了基于永磁同步電機的滑模觀測器數(shù)學(xué)模型，并結(jié)合電機數(shù)字控制系統(tǒng)分析了其抖振的原因。
　　其次，從滑模觀測器的開關(guān)函數(shù)、滑模增益系數(shù)和開關(guān)信號處理方式三個方面對傳統(tǒng)滑模觀測器做出改進，提出了新型滑模觀測器結(jié)構(gòu)，理論分析了其具有低抖振、高觀測精度的特點，并通過MATLAB軟件進行了仿真驗證。
　　再次，從經(jīng)典控制理論角度分析了新型滑模觀測器魯棒性不足的缺點，并設(shè)計了轉(zhuǎn)矩前饋控制與定子電阻自適應(yīng)滑模觀測器以增