检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：张彦平西安理工大学

学位级别：博士

内置式永磁同步电机(InteriorPermanentMagnetSynchronousMotor，IPMSM)无位置传感器技术可以有效降低系统成本、提高系统可靠性。研究可听噪声低、控制精度高及调速范围宽的高性能IPMSM无位置传感器控制系统具有重要意义。目前，IPMSM... 详细信息

内置式永磁同步电机(InteriorPermanentMagnetSynchronousMotor，IPMSM)无位置传感器技术可以有效降低系统成本、提高系统可靠性。研究可听噪声低、控制精度高及调速范围宽的高性能IPMSM无位置传感器控制系统具有重要意义。目前，IPMSM无位置传感器控制技术低噪音、全速域运行仍然存在如下核心技术难点：(1)零速、低速高频注入法利用IPMSM的凸极特性可以准确估计低速和零速的转子位置，然而，注入的高频电压会引起刺耳的可听噪声;(2)国内知名变频器品牌在中高速通常采用磁链观测器，其实现简单并且具有良好的通用性，然而，磁链观测器抑制直流偏置和高阶谐波的性能不佳;(3)基于扩张状态观测器(ExtendedStateObserver，ESO)的中高速闭环速度与位置观测方法不依赖IPMSM的精确数学模型，然而，其具有低通滤波特性，不能准确估计快速变化的反电动势;(4)全速域运行过渡区低速估计方法和中高速估计方法相互影响且难以平滑切换。冲破这些核心技术壁垒，对拓宽IPMSM无位置传感器控制的应用场合具有重要理论和实际意义。　　固定频率高频电压注入法注入固定频率的高频电压，激励的高频电流的功率谱密度在注入信号频率处产生较高尖峰，导致刺耳的可听噪声。针对传统高频电压注入法产生可听噪声的问题，基于Markov链随机过程，提出固定开关频率下基于Markov链伪随机高频方波电压注入的IPMSM无位置传感器控制方法，通过扩展高频电流功率谱密度降低高频电压注入法产生的可听噪声。首先，设计对应的高频电流解调策略，在降低可听噪声的前提下，保证基于Markov链的伪随机高频电压注入法转子位置观测精度。然后，研究四状态Markov链调度高频电压注入法的概率模型与功率谱密度，从理论上揭示基于Markov链的伪随机高频方波电压注入法的降噪机理。最后，通过实验验证基于Markov链伪随机高频方波电压注入降低可听噪声的有效性。　　伪随机高频方波电压注入法激励的高频电流离散功率谱密度呈现在注入频率的最小公倍数处，不利于进一步降低高频电压注入法的可听噪声，并且高频电压注入法无位置传感器控制还没有扩展到随机开关频率运行条件下。为了进一步降低高频电压注入法的可听噪声，以及进一步扩展高频电压注入法的应用范围，提出基于随机开关频率的随机高频方波电压注入的IPMSM无位置传感器控制方法。首先，设计无需高频电压解调的高频电流解调策略，抑制高频电压与高频电流相位不匹配引起的位置观测误差。然后，分析随机开关频率下随机高频方波电压注入法的功率谱密度，从理论上揭示随机开关频率下随机高频方波电压注入法的降噪机理。其次，分析了高频电压注入法由电感交叉耦合和A/D转换器量化误差引起的转子位置观测误差。最后，通过实验验证基于随机开关频率的随机高频方波电压注入降低可听噪声的有效性。　　针对电机参数失配、电机磁场空间谐波、检测误差、逆变器非线性、采样噪声等非理想因素导致传统磁链观测器估计的转子磁链不准确的问题。在建立考虑电流谐波和反电动势谐波的IPMSM数学模型基础上，提出一种基于五阶磁链观测器的IPMSM转子位置观测方法。首先，分析五阶磁链观测器估计速度与位置的原理，并设计五阶磁链观测器的参数。然后，分析和验证了五阶磁链观测器抗直流偏置和高阶谐波的有效性。其次，构建了离散的五阶磁链观测器模型。最后，通过实验验证五阶磁链观测器抑制直流偏置和高阶谐波的有效性，进而抑制位置误差脉动，提高转子位置观测精度。　　传统的ESO具有低通滤波特性，不能估计快速变化的反电动势。针对该问题，提出一种基于广义积分ESO的IPMSM无位置传感器控制方法。首先，构建广义积分ESO观测器，在ESO的未知干扰估计环路中加入快速变化正弦干扰估计器估计快速变化的反电动势，快速变化正弦干扰估计器的频率随电机的运行频率自适应变化，广义积分ESO干扰环路由纯积分和快速变化正弦干扰估计器组成。然后，分析广义积分ESO观测反电动势的性能表明：广义积分ESO在相对较低的带宽下可以准确估计快速变化的反电动势，从而解决了ESO在带宽和高频噪声滤波之间折衷的问题。最后，通过实验验证广义积分ESO观测快速变化反动势的有效性。　　针对在过渡区低速估计方法和中高速估计方法相互影响且难以平滑切换的问题。首先，分析了考虑定子电阻和扩展反电动势时，高频电压注入法估计的转子位置误差，为复合无位置传感器全速控制确定过渡区间提供理论依据。然后，分析过渡区注入的高频电压信号对五阶磁链观测器观测性能的影响，五阶磁链观测器对高频电流具有强壮的抑制能力，不需要在五阶磁链观测器的输入端添加任何的滤波环节。分析过渡区由高频电流引起的广义积分ESO位置观测误差，提出过渡区自适应复系数滤波器-广义积分ESO转子位置观测方法，提高广义积分ESO在过渡区的位

关键词：内置式永磁同步电机无位置传感器控制高频电压注入法磁链观测器全速域运行

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基于全周期电感空间矢量的开关磁阻电动机无位置传感器控制

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工矿自动化 2014年第10期40卷 48-51页

作者：张旭隆王峰曹言敬邵晓根徐州工程学院信电工程学院江苏徐州221111 江苏省大型工程装备检测与控制重点建设实验室江苏徐州221111

针对转子位置传感器导致开关磁阻电动机可靠性降低、复杂度增加等问题,提出了一种基于全周期电感空间矢量的开关磁阻电动机无位置传感器控制方法。电动机启动时各相同时注入激励脉冲,电动机运行时非导通相注入激励脉冲,导通相采用能量... 详细信息

针对转子位置传感器导致开关磁阻电动机可靠性降低、复杂度增加等问题,提出了一种基于全周期电感空间矢量的开关磁阻电动机无位置传感器控制方法。电动机启动时各相同时注入激励脉冲,电动机运行时非导通相注入激励脉冲,导通相采用能量回馈式电流斩波控制,通过计算电流斜率差来辨识全周期电感;利用全周期电感空间矢量与角度关系估计转子位置。仿真和实验结果表明,电动机在启动和稳态运行时的转子位置最大估计误差分别为0.8°和0.5°,满足开关磁阻电动机无位置传感器控制精度要求。

关键词：开关磁阻电动机无位置传感器控制全周期电感电感空间矢量转子位置估计

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无刷直流电机无位置传感器控制技术

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电机与控制应用 2007年第5期31卷 21-23页

作者：胡波徐国卿康劲松同济大学电气工程学院上海200331

设计了一种无位置传感器无刷直流电机的控制系统。该系统基于智能功率模块(IPM)和数字信号处理器(DSP),采用反电势法实现了燃料电池轿车空调的无刷直流电机控制。整个系统集成度高,控制灵活,稳定性好。试验结果表明,该系统运行性能良好。

关键词：无刷直流电机无位置传感器控制反电动势

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基于绕组电感的无刷直流电动机无位置传感器控制

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微特电机 2009年第8期37卷 41-43页

作者：许明有陈敏祥吕鲁莹浙江大学浙江杭州310027

反电动势法是无刷直流电动机无位置传感器控制中技术最成熟、应用最广泛的方案。然而,反电动势法不适用于低速和零速。为了解决这个问题,提出了一种基于绕组电感变化的新方法,并通过仿真和实验加以验证。最后,为进一步的研究和应用提出... 详细信息

反电动势法是无刷直流电动机无位置传感器控制中技术最成熟、应用最广泛的方案。然而,反电动势法不适用于低速和零速。为了解决这个问题,提出了一种基于绕组电感变化的新方法,并通过仿真和实验加以验证。最后,为进一步的研究和应用提出一些实用的建议。

关键词：无刷直流电动机无位置传感器控制位置检测

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一种改进的开关磁阻电机无位置传感器控制方法

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微电机 2020年第2期53卷 71-75页

作者：苗盛熊立新张明魁夏强山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博255000 山东科汇电力自动化股份有限公司山东淄博255087

开关磁阻电机的无位置传感器控制方法,是近些年研究热点之一。传统单阈值的脉冲注入法,仅采集响应电流峰值进行比较换相,方法简单,但实际应用中易受母线电压波动、电磁噪声干扰、调理电路漂移等影响使得电流采样值不准确,从而导致位置... 详细信息

开关磁阻电机的无位置传感器控制方法,是近些年研究热点之一。传统单阈值的脉冲注入法,仅采集响应电流峰值进行比较换相,方法简单,但实际应用中易受母线电压波动、电磁噪声干扰、调理电路漂移等影响使得电流采样值不准确,从而导致位置估算误差较大。本文对传统的脉冲注入法进行了改进,提出了一种两相注入比较电流斜率的方法,并使用仿真软件Matlab/Simulink进行了模型搭建,在模型中加入了干扰信号,与传统的单阈值脉冲注入法进行了误差测量与对比。仿真结果表明,本文提出的改进型脉冲注入法能有效克服以上问题,相较于单阈值脉冲注入法更适合工程应用。

关键词：开关磁阻电机无位置传感器控制脉冲注入四点采样 Matlab/Simulink

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基于在线参数辨识的永磁同步电机无位置传感器控制研究

基于在线参数辨识的永磁同步电机无位置传感器控制研究

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作者：王涛合肥工业大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有高驱动效率,轻量化程度高和功率密度高等优点,现已被广泛用于新能源汽车驱动系统。在永磁同步电机的控制过程中需获得转子的准确位置,目前多使用传感器来获得转子位置。但机... 详细信息

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有高驱动效率,轻量化程度高和功率密度高等优点,现已被广泛用于新能源汽车驱动系统。在永磁同步电机的控制过程中需获得转子的准确位置,目前多使用传感器来获得转子位置。但机械传感器需要占据额外的空间,会增加电驱动系统成本,故利用电机自身特性获取转子位置成为重要的研究方向之一。另外,汽车在行驶过程中工况变化频繁,电机本体参数将受到环境的影响而发生变化,从而会对电驱动控制系统造成影响,因此含有电机在线参数辨识的无位置传感器控制策略有良好的应用前景。首先推导出电机的不同坐标系下的电压及转矩方程,根据此数学模型搭建电机控制模型,整定控制器参数,验证系统动态控制性能,并以此为无位置传感器控制策略的基础。对于滑模观测器(Sliding Mode Observer,SMO)由于控制结构导致的抖振及动态响应性能不佳的问题,本文设计一种基于复合指数函数的改进滑模观测器,其中以复合函数取代signum函数,构建反电动势观测器以代替低通滤波器及相位补偿环节并设计转速自适应滑模增益以满足反电动势观测要求;引入Type-Ⅱ型锁相环(Phase Locked Loop),以消除反正切函数造成的高频噪声放大问题。经过仿真验证,上述改进能够有效降低抖振现象,提高电机控制性能。其次,通过分析电机参数可观测性,设定不同参数变化,以验证不同参数对电机控制系统的影响大小,分析得出定子电感对无位置传感器控制影响较大。因此提出基于遗忘因子的递推最小二乘法(Recursive Least Square)用以估算定子电感,对电机本体参数进行实时辨识,并将观测到的定子电感补偿至控制环节中,并进一步提高系统控制性能。最后,在基于TMS570LS1115的硬件平台完成试验验证。通过模型设计方法(Model-Based Dsign)完成控制软件编写,并在高速电驱动测试台架完成验证,经试验可知,本文提出算法有效,可行。

关键词：永磁同步电机无位置传感器控制滑模观测器在线参数辨识最小二乘法

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基于新型滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制

基于新型滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制

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作者：王寅东天津大学

学位级别：硕士

在高性能的永磁同步电机控制系统中,转子位置和转速是必不可少的反馈量,通常情况下需要安装机械传感器(如光电编码器、旋转变压器)来检测转子位置和转速信息。但传感器的使用不仅增加了系统的成本、增大了电机的体积,而且限制了永磁同... 详细信息

在高性能的永磁同步电机控制系统中,转子位置和转速是必不可少的反馈量,通常情况下需要安装机械传感器(如光电编码器、旋转变压器)来检测转子位置和转速信息。但传感器的使用不仅增加了系统的成本、增大了电机的体积,而且限制了永磁同步电机在一些特殊场合的应用。因此,无位置传感器技术在永磁同步电机调速系统中显得尤为重要。本文采用滑模观测器实现永磁同步电机转子位置和速度的估算,并通过仿真和实验对理论分析的正确性进行了验证。论文首先介绍了永磁同步电机在不同坐标系下的数学模型,研究了矢量控制原理,在此基础上构建永磁同步电机矢量控制双闭环系统。然后,对滑模观测器理论进行了研究,根据永磁同步电机在?-?坐标系下的数学模型构建滑模观测器实现转子位置和转速的估算。分析了滑模观测器固有的抖振问题,并对滑模电流观测器进行了改进;通常情况下,在获取的反电势等效信号中含有高频分量,需要通过低通滤波器提取所需的连续信号,但低通滤波器的使用会带来相位延迟和幅值衰减,针对这一问题,本文根据反电势模型构建观测器替代低通滤波器完成反电势信号的提取,从而省去了相位补偿环节,提高了估算精度。建立了永磁同步电机的无位置传感器控制模型,对改进后的滑模观测器性能进行仿真验证,结果表明本文所提出的方法能够有效削弱抖振的影响,具有良好的静、动态性能。选用一台11kW的永磁同步电机作为控制对象,以数字信号处理器TMS320F28335为主控制器建立永磁同步电机控制平台。在带载恒速、转速阶跃以及突加负载等不同实验条件下对本文提出方法的正确性和有效性进行了实验验证,结果表明,本文所提出的方法能够有效地估算转子位置和转速,具有较强的鲁棒性和实际可行性。

关键词：永磁同步电机矢量控制滑模观测器无位置传感器控制转子位置估算

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水磁同步电机无位置传感器控制系统研究

水磁同步电机无位置传感器控制系统研究

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作者：张浪西安科技大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)的转子用永磁体代替了电励磁绕组,这样结构变得简单、体积变小、加之省去励磁绕组可以减少励磁损耗等优点,现在广泛应用于各行各业的伺服系统中。在高性能的电机应用中需要... 详细信息

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)的转子用永磁体代替了电励磁绕组,这样结构变得简单、体积变小、加之省去励磁绕组可以减少励磁损耗等优点,现在广泛应用于各行各业的伺服系统中。在高性能的电机应用中需要进行闭环控制,这就需要获取转子的位置,一般是通过传感器来检测转子的位置,但是通过传感器获取转子位置的过程中存在很多问题,其主要的问题是安装了传感器使得控制器与传感器之间的连线增多、控制系统的抗干扰能力下降、整个控制系统的成本增加、电机的体积变大,因此无位置传感器控制技术的研究就显得非常重要。首先,介绍了选题背景和意义、目前永磁同步电机矢量控制电流模式中常用的方法,在此基础上介绍了无位置传感器控制技术国内外研究现状,常用的无位置传感器控制方法作了分析,综合比较之后选择了对控制数学模型要求不高、抗干扰能力强、控制算法比较容易实现的滑模观测器。其次,分析了永磁同步电机数学模型以及各种坐标变换,深入研究了电压空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,简称 SVPWM),并建立了永磁同步电机矢量控制仿真模型验证其算法的正确性。接着介绍了滑模变结构的原理以及它的一些特性,在此基础上设计了滑模观测器,使用滑模观测器来估算转子的位置和转速并分析了其中存在抖振的原因,然后提出了对原有滑模观测的优化,使用饱和函数sat替换符号函数sign以及采用模糊控制增益取代原有的固定常数增益。利用Matlab/Simiulink搭建了滑模观测器来估算转子位置和速度的仿真模型,对比了优化前后的转速和转子位置估算效果,发现优化后估算的转子位置和转速更加接近电机实际运行的情况。最后,设计了整个控制系统实验平台的硬件电路和基于理论仿真分析的控制软件,并在搭建的实验平台上面做了相关的实验。

关键词：永磁同步电机矢量控制无位置传感器控制滑模观测

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基于滑模控制的表贴式永磁同步电机无位置传感器控制研究

基于滑模控制的表贴式永磁同步电机无位置传感器控制研究

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作者：彭荣炜南昌大学

学位级别：硕士

永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）凭借高动态性能、高效率和轻量化等诸多优点而广泛应用于交流调速系统中。当前,电机控制正朝高效率、高性能、高可靠性和低成本方向发展,一般的PMSM控制系统通常安装了机械式... 详细信息

永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）凭借高动态性能、高效率和轻量化等诸多优点而广泛应用于交流调速系统中。当前,电机控制正朝高效率、高性能、高可靠性和低成本方向发展,一般的PMSM控制系统通常安装了机械式位置传感器,存在系统成本较高、可靠性降低、运用场合受限等问题,无位置传感器控制技术则能够有效避免上述问题。本文以表贴式永磁同步电机为研究对象,在di=0控制的转速、电流双闭环矢量控制策略框架下,基于滑模控制方法开展PMSM无位置传感器控制研究。本文首先介绍了PMSM矢量控制和滑模控制,然后在MATLAB/Simulink平台上分别对基于传统PI与滑模控制的矢量控制进行仿真,结果表明,传统矢量控制存在超调大、快速性和抗扰动能力差等缺点,无法实现高性能控制。其次,针对传统矢量控制的不足,基于指数趋近律和一种积分型终端滑模面,设计了基于非线性扰动观测器（Nonlinear Disturbance Observer,NDOB）的PMSM级联式终端滑模控制系统,并证明了其稳定性。在该系统中,基于传统PI控制器或滑模控制器的速度环和电流环均被终端滑模控制器取代并进行级联,为增强抗扰动性能,设计了非线性扰动观测器。通过与传统矢量控制和级联式终端滑模控制进行对比仿真,验证了基于NDOB的PMSM级联式终端滑模控制在各方面性能的显著提升,能够实现较高精度和快速响应的高性能控制。最后,将改进超螺旋滑模观测器与基于NDOB的PMSM级联式终端滑模控制（有位置传感器）系统结合构成PMSM复合无位置传感器控制系统,并进行对比仿真。仿真结果表明,基于传统滑模观测器的PMSM复合无位置传感器控制系统抖振剧烈且反电动势畸变严重;而基于改进超螺旋滑模观测器的PMSM复合无位置传感器控制系统在保持改进前系统良好转子位置与反电动势观测性能的基础上,进一步增强了抗扰动和抖振抑制能力,并拓宽了有效调速的范围,验证了本文提出的结合改进超螺旋滑模观测器与基于NDOB的PMSM级联式终端滑模控制所构成的PMSM复合无位置传感器控制系统的改进效果及合理性。

关键词：表贴式永磁同步电机无位置传感器控制级联式终端滑模控制非线性扰动观测器改进超螺旋滑模观测器

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考虑逆变器非线性的永磁同步电机无位置传感器控制技术研究

考虑逆变器非线性的永磁同步电机无位置传感器控制技术研究

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作者：黄诚南京航空航天大学

学位级别：硕士

电推进已经成为航空推进系统的发展趋势,永磁同步电机具有高效率和高功率密度的优点,因此常被应用于航空电推进系统。无位置传感器控制技术不增加额外器件,通过电机输出的电信号提取出位置信息,不受高空恶劣环境干扰,可以降低电机体积重... 详细信息

电推进已经成为航空推进系统的发展趋势,永磁同步电机具有高效率和高功率密度的优点,因此常被应用于航空电推进系统。无位置传感器控制技术不增加额外器件,通过电机输出的电信号提取出位置信息,不受高空恶劣环境干扰,可以降低电机体积重量,提高系统可靠性。但无位置传感器控制技术应用于航空电推进系统中仍有很多亟待解决或研究的问题,针对永磁同步电机变磁链工况下无位置传感器控制算法精度差、逆变器非线性会影响估计转子位置精度等问题,本文对考虑逆变器非线性的永磁同步电机无位置传感器控制技术进行研究。首先,介绍了永磁同步电机数学模型和矢量控制原理,详细阐述了无位置传感器控制在零低速和中高速时分别采用的控制方法,并对无位置传感器控制精度产生影响的因素进行了分析。其次,针对变磁链工况下无位置传感器控制算法精度差的问题,给出了一种基于自适应限幅磁链观测器的无位置传感器控制策略。在突加/突卸和加速/减速等变磁链工况下,该控制策略能够快速调节磁链限幅来观测出精确的磁链,进而估计出转子位置。在MATLAB/Simulink中进行了建模和仿真验证,证明自适应限幅磁链观测器可以提升无位置传感器控制的动态性能。再次,为明晰逆变器非线性对无位置传感器控制精度的影响,分析了逆变器非线性原理,并推导了逆变器非线性对无位置传感器控制系统的影响机理,将逆变器非线性对无位置传感器控制系统造成的误差分为动态和静态两种。计算出合理的补偿值并对其进行补偿,通过仿真对比无位置传感器控制估计角度误差在补偿前后的变化规律,证明了逆变器非线性补偿可以降低估计角度的动态和静态误差。最后,构建了考虑逆变器非线性的永磁同步电机无位置传感器控制实验平台,对采用自适应限幅磁链观测器和加入逆变器非线性补偿的无位置传感器控制进行了实验验证和分析。在变磁链工况下,采用基于自适应限幅磁链观测器的无位置传感器控制,转子角度误差在波动后几个周期内会迅速收敛。而加入逆变器非线性补偿后,200r/min、500r/min和1000r/min时平均估计角度误差分别降低了79%、78.2%和85%。验证了自适应限幅磁链观测器和逆变器非线性补偿能够显著提高无位置传感器控制精度。

关键词：航空电推进永磁同步电机无位置传感器控制磁链观测器逆变器非线性

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