位置傳感器故障下的伺服容錯(cuò)控制研究.pdf

1、永磁同步電機(jī)（Permanent magnet synchronous motor, PMSM）作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的高性能伺服調(diào)速系統(tǒng)，需要實(shí)時(shí)精確地知道轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置和速度信息，通常是通過(guò)安裝在電機(jī)轉(zhuǎn)子上的機(jī)械式位置傳感器來(lái)獲得，但是由于環(huán)境復(fù)雜性以及使用壽命限制等一些原因，容易造成位置傳感器出現(xiàn)故障。這種故障的出現(xiàn)會(huì)嚴(yán)重影響其控制性能甚至人身安全，因此迫切需要對(duì)位置傳感器故障下的伺服調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行容錯(cuò)控制研究。
　　本文首先就PMSM

2、在伺服系統(tǒng)中的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行介紹，并對(duì)位置傳感器故障容錯(cuò)以及無(wú)傳感器發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行研究分析。隨后，根據(jù)PMSM數(shù)學(xué)模型以及轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)論述矢量控制原理，并就逆變器基本開關(guān)狀態(tài)論述空間矢量脈寬調(diào)制算法的實(shí)現(xiàn)原理。
　　其次，在分析滑模變結(jié)構(gòu)魯棒性問(wèn)題的基礎(chǔ)上搭建傳統(tǒng)滑模觀測(cè)器，但是考慮到傳統(tǒng)滑模觀測(cè)器存在大量抖振和諧波以及故障容錯(cuò)可靠性等原因，本文提出一種自適應(yīng)同步濾波器和自適應(yīng)二階濾波器分別與正交鎖相環(huán)相結(jié)合的滑模觀測(cè)器對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置

3、和速度估計(jì)。隨后，在 Simulink仿真平臺(tái)上對(duì)改進(jìn)的滑模觀測(cè)器和傳統(tǒng)滑模觀測(cè)器進(jìn)行階躍跟蹤對(duì)比仿真分析，仿真結(jié)果表明改進(jìn)的滑模觀測(cè)器跟蹤精度高，抖振小。
　　然后，本文在電機(jī)速度跟蹤誤差的基礎(chǔ)上，提出一種分段閾值的方法，來(lái)提高伺服調(diào)速系統(tǒng)的故障檢測(cè)的可靠性能。同時(shí)，考慮到在位置傳感器故障發(fā)生和故障恢復(fù)時(shí)，有傳感器模式和無(wú)傳感器模式之間的切換存在較大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的問(wèn)題，本文提出了一種補(bǔ)償方法。隨后在 Simulink仿真平臺(tái)上對(duì)伺