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基于改进滑模观测器的同步磁阻电机无位置传感器控制

基于改进滑模观测器的同步磁阻电机无位置传感器控制

引用

作者：王训栋山东理工大学

学位级别：硕士

同步磁阻电机作为一种仅依靠磁阻转矩驱动的电机,在成本造价,调速范围,运行的效率与损耗等多方面均具有较大优势。如今,伴随电力电子技术的快速发展,同步磁阻电机在国内外受到了诸多关注。为实现高精度的位置与速度控制,往往采用机械式... 详细信息

同步磁阻电机作为一种仅依靠磁阻转矩驱动的电机,在成本造价,调速范围,运行的效率与损耗等多方面均具有较大优势。如今,伴随电力电子技术的快速发展,同步磁阻电机在国内外受到了诸多关注。为实现高精度的位置与速度控制,往往采用机械式位置传感器对电机转子位置与转速测量,但这种方式存在功率密度下降,测量不准确,占用体积大,后期保养维修困难等诸多问题,而与之相对应的无位置传感器控制则可以适用于许多更高要求的场合。本文针对这一控制方式展开研究,提出了一种基于改进滑模观测器的同步磁阻电机无位置传感器控制策略,该策略能够在有效抑制滑模抖振的同时对转子位置与转速进行宽速域观测。首先,论文对课题的背景与研究意义进行了阐述,对国内外同步磁阻电机及其无位置传感器控制技术研究现状进行了总结。对同步磁阻电机模型、矢量控制原理进行了说明。考虑到同步磁阻电机在运行过程中会出现明显的磁路饱和现象,使电机电感伴随定子电流非线性变换,因此为实现电机精确控制,本文通过搭建同步磁阻电机有限元仿真模型,对电机进行非线性离线电感测量,建立电流-电感查询表。同时还对SVPWM的三相调制波的计算进行了阐述。其次,论文基于“准滑动模态”与“边界层”思想,设计了一种分段指数型饱和函数对传统滑模观测器中的滑模控制率函数sign进行调换,并通过模糊控制调节滑模增益系数,实现对传统的滑模观测器的优化,使滑模面趋近原点时可有效降低滑模抖振,提高观测结果精度。同时针对低速段滑模观测器观测效果不佳的缺陷,采用了旋转高频电压注入法作为位置观测的补充,并基于比重规则在控制切换域实现两种观测方法的平滑切换。在仿真软件MATLAB/Simulink中进行仿真建模,通过仿真可以得出该控制策略具有良好的位置与速度跟踪效果。最后,为进一步验证本文所提出的控制策略的有效性,搭建基于DSP控制芯片TMS320F2812的无位置传感器控制实验平台,对硬件与软件进行设计与编写。通过实验验证与分析得出,改进的滑模观测器法有效降低了滑模抖振,实现对电机中高速转子位置与转速的精确观测,同时对于低速阶段与结合控制阶段同样有较好的观测效果。

关键词：同步磁阻电机无位置传感器控制改进滑模观测器磁路饱和

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基于高频电压注入和滑模观测器的PMSM无位置传感器控制

基于高频电压注入和滑模观测器的PMSM无位置传感器控制

引用

作者：黄轶群南京理工大学

学位级别：硕士

永磁同步电机具有结构简单、可靠性高、效率高等特点，应用前景广泛。无位置传感器驱动系统能够减少系统成本、提升系统可靠性，适应更广应用场合，研究可靠性高、成本低廉、性能优越的永磁同步电机无位置传感器控制系统具有重要意义。\... 详细信息

永磁同步电机具有结构简单、可靠性高、效率高等特点，应用前景广泛。无位置传感器驱动系统能够减少系统成本、提升系统可靠性，适应更广应用场合，研究可靠性高、成本低廉、性能优越的永磁同步电机无位置传感器控制系统具有重要意义。\n 本文针对永磁同步电机无位置传感器控制全速度范围运行的问题，研究了高频电压注入法与滑模观测器法相结合的混合控制策略。\n 首先，对永磁同步电机低速高频模型进行推导，研究了脉振高频电压注入法的原理，采用脉振高频电压注入电机估计直轴的方法获取转子位置信息。针对脉振高频电压注入法无法判断转子磁极极性的问题，研究了一种基于磁链饱和效应的电压脉冲注入方法，进行了仿真验证。\n 其次，根据滑模变结构理论，在电机基频数学模型的基础上，设计了基于扩展反电动势的滑模观测器。针对使用低通滤波器产生的相位延迟，研究了角度补偿方法，进行了仿真验证。\n 最后，基于一台额定功率为1kW的内置式永磁同步电机，构建了无位置传感器控制系统实验平台，在该实验平台上对所提方法进行了实验研究，实验结果表明:高频电压注入法能够正确估计电机初始位置，并能使电机稳定运行于零低速区;滑模观测器法估算转子角度准确，可以使电机在中高速区稳定运行;混合控制策略实现了永磁同步电机无位置传感器全速度范围运行。

关键词：永磁同步电机无位置传感器控制高频电压注入滑模观测器

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永磁同步电机全速域无位置传感器控制策略研究

永磁同步电机全速域无位置传感器控制策略研究

引用

作者：连维钊华南理工大学

学位级别：硕士

永磁同步电机凭借高效率、高扭矩密度、高功率密度等优势广泛应用于工业传动、电动汽车、家用电器等领域。在永磁同步电机矢量控制系统中,实时获得高精度的转子位置信息是实现高性能控制的关键。因此通常需要在电机上安装旋转变压器、... 详细信息

永磁同步电机凭借高效率、高扭矩密度、高功率密度等优势广泛应用于工业传动、电动汽车、家用电器等领域。在永磁同步电机矢量控制系统中,实时获得高精度的转子位置信息是实现高性能控制的关键。因此通常需要在电机上安装旋转变压器、编码器等转子位置传感器。然而,机械式位置传感器的安装会导致电机制作工艺难度和成本增加,且传感器信号容易受到外界环节干扰,降低了系统的可靠性。无位置传感器控制技术有利于改善这一缺陷,具有重要的研究意义。本文以内置式电机为研究对象,对全速域范围内无位置传感器控制进行分析和研究。针对电机在零低速域下的无位置传感器控制,本文设计了一种基于静止轴系正交方波电压注入的转子位置辨识算法。在静止轴系注入方波电压,因此无需考虑转子初始位置。转子位置信息从高频电流响应中通过简单的加减运算解调得到,不需要进行正余弦运算。在此基础上,对数字控制时延和滤波相位时延带来的影响进行了分析,并提出了一种在线补偿算法,以提高位置观测精度。为了区分转子磁极极性,本文设计了一种基于电感饱和效应的极性判断方法。最后,设计了转速环自抗扰控制器取代传统比例积分控制器,提高了无位置传感器控制系统的抗扰性能和鲁棒性。针对电机在中高速域下的无位置传感器控制,本文设计了一种改进型磁链观测器用于观测电机磁链,并从中提取出转子位置信息。首先,对Bobtsov磁链观测器的纯积分环节进行改进,解决了纯积分器为系统带来的不稳定问题。接下来,使用ESO-PLL代替传统PLL从磁链中提取转子位置信息,以提高系统的动态性能。为了实现永磁同步电机全速域无位置传感器控制,结合零低速和中高速的位置估计方案的优势,本文设计了一种基于转速和角度加权的算法平滑切换策略,实现了两种控制方案的平滑切换。本文通过Matlab\Simulink对所提出的算法进行了仿真验证,并在0.4k W的永磁同步电机对拖平台上进行了实验验证。仿真和实验结果表明本文提出的无位置传感器控制算法的有效性和优越性,能够实现高性能的永磁同步电机全速域无传感器控制。

关键词：永磁同步电机无位置传感器控制正交方波注入法磁极极性辨识磁链观测器

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基于神经网络的开关磁阻电机建模及无位置传感器控制

基于神经网络的开关磁阻电机建模及无位置传感器控制

引用

作者：杜开亮重庆大学

学位级别：硕士

开关磁阻电机调速控制系统(Switched Reluctance Drive，简称SRD)是一种新型的交流调速系统。以其简单的结构、可靠的性能、大起动转矩、很宽的调速范围及较高的效率等优点，应用日益广泛。但采用位置传感器的开关磁阻电机很难适应高温... 详细信息

开关磁阻电机调速控制系统(Switched Reluctance Drive，简称SRD)是一种新型的交流调速系统。以其简单的结构、可靠的性能、大起动转矩、很宽的调速范围及较高的效率等优点，应用日益广泛。但采用位置传感器的开关磁阻电机很难适应高温、强振动等应用场合。因此，为了使开关磁阻电机在高性能领域有更广泛的应用，论文对开关磁阻电机建模及无位置传感器控制开展了相关研究工作。论文从分析开关磁阻电机的结构和工作原理出发，通过有限元分析软件对开关磁阻电机的特性进行动态分析，从而得到非线性的磁链特性曲面和转矩特性曲面，为电机的建模奠定了的基础。 Matlab库中的开关磁阻电机模型考虑了非线性因素，以其构成的驱动系统特性接近实际系统，因此采用该模型获取的数据作为实测数据。基于有限元数据和实测数据，论文提出了一种基于有限元数据进行BP神经网络结构优化，并用实测数据进行训练的使用方法。该方法可以有效的避免采用实测数据进行模型结构优化时的多种系统误差，应用该方法获得的BP神经网络用来建立开关磁阻电机神经模型，仿真结果与实验数据的比较验证了该模型的准确性。在该模型的基础上提出了一种了开关磁阻电机驱动系统仿真方法，实验结果表明，该模型具有良好的特性。开关磁阻电机具有严重的非线性以及变结构、变参数特性，采用传统PID控制难以取得理想的控制性能。因此论文提出了一种基于BP神经网络的开关磁阻电机自适应PID控制，用BP神经网络实时优化PID控制参数。实验结果表明，与传统PID控制、BP神经网络自适应PID控制方法相比，论文提出的方法具有响应速度快，抗干扰能力强和较强的鲁棒性。最后，论文以DSP TMS320F2812为主控芯片设计了开关磁阻电机实际控制系统，通过软件编程实现了转子位置捕获，速度调节控制，给出了实验结果及分析。该硬件电路包括功率驱动及逆变电路、检测电路、电源电路及其他接口电路。

关键词：开关磁阻电机无位置传感器控制有限元分析人工神经网络自适应 PID控制 DSP TMS320F2812

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全速度范围的永磁同步电机无位置传感器控制策略研究

全速度范围的永磁同步电机无位置传感器控制策略研究

引用

作者：韩松杉北京交通大学

学位级别：硕士

永磁同步电机具有功率密度高、体积小、宽调速范围等优点,被广泛应用于轨道交通、工业控制等领域。永磁同步电机的闭环控制需要位置传感器提供准确的转子位置信息。额外的位置传感器增加了系统的成本,在一定程度上也降低了系统的可靠性... 详细信息

永磁同步电机具有功率密度高、体积小、宽调速范围等优点,被广泛应用于轨道交通、工业控制等领域。永磁同步电机的闭环控制需要位置传感器提供准确的转子位置信息。额外的位置传感器增加了系统的成本,在一定程度上也降低了系统的可靠性。本文针对不同转速下的永磁电机无位置传感器控制算法进行研究,主要内容如下:针对永磁电机初始位置角检测的问题,论文分别对零速和非零速下两种工况下的估算方法进行了深入研究。零速下常采用逐次逼近法,其检测精度容易受到逆变器非线性因素的影响。为了解决这一问题,在同一方向注入两个不同幅值的电压矢量,利用两次响应电流矢量的差来进行角度估算,提升了估算精度。非零速下,对基于短路电流法的初始位置检测算法的估算误差来源进行了分析。在此基础上,提出了选取实验参数(短路时间、短路间隔)的方法,能够在不同转速下,将采样误差、参数不准的影响控制在较小的范围内。对三种基于高频电压注入的无位置传感器算法——高频旋转电压注入法、高频脉振电压注入法和高频方波电压注入法的信号注入方式,信号处理方法以及实现过程等进行了详细的分析推导,并分析了转子位置估算过程中影响估算结果的因素。高频注入法在实现过程中需要频繁的用到滤波器。本文分析了滤波器相位延迟对估算结果的影响,并据此分别针对高频电压注入法和高频电压脉振法提出了相应的相位延迟补偿算法,大大提高了转子位置估算精度。通过采用龙贝格观测器代替传统算法中的锁相环,解决了电机转速斜坡变化时无法实现对转子位置无静差估算的问题。最后,通过Matlab/Simulink和永磁电机对拖平台,对本文中提及的算法与改进策略进行了仿真、实验验证和对比分析。仿真和实验结果证明了文中理论分析的正确性和改进算法的有效性。

关键词：永磁同步电机无位置传感器控制高频电压注入法滤波器相位延迟补偿初始位置检测短路电流法

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嵌入式永磁同步电机无位置传感器控制研究

嵌入式永磁同步电机无位置传感器控制研究

引用

作者：王康浙江大学

学位级别：硕士

风机水泵作为一种通用机械在国民经济的各个领域有着广泛的应用,能源消耗量巨大。此类系统输出功率随转速升高而增大,如果采用变频调速技术,将有效降低系统能量消耗。而传统异步机受自身结构的限制,当应用在变频调速场合,存在功率因数低... 详细信息

风机水泵作为一种通用机械在国民经济的各个领域有着广泛的应用,能源消耗量巨大。此类系统输出功率随转速升高而增大,如果采用变频调速技术,将有效降低系统能量消耗。而传统异步机受自身结构的限制,当应用在变频调速场合,存在功率因数低,转子损耗大的问题。永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有功率密度大,结构紧凑,变频运行高效区间范围广等优点,在诸多应用场合是感应电机良好的替代选择。PMSM矢量控制需要位置传感器不断地提供连续转子位置信号,常用的位置传感器因其高成本、低环境适应能力等缺点,极大地限制了永磁同步电机在风机水泵系统中的应用,因此研究永磁同步电机的无传感器控制技术具有重要的现实意义。嵌入式永磁同步电机(Interior PMSM,IPMSM)转子结构特殊,与常见的面贴式永磁同步电机(SPMSM)相比,数学模型更复杂,针对SPMSM提出的许多有效的转子位置观测算法,往往不能直接应用于IPMSM转子位置观测,IPMSM转子位置观测还有许多问题需要解决。本文在广泛阅读国内外相关文献的基础上,对比了不同的转子位置观测算法,结合控制对象特点,选择基于磁链观测的无位置控制算法作为研究方向。接着,从物理模型出发,对同步旋转坐标系下的IPMSM数学模型进行了推导,为后续的控制系统设计打下基础。在控制系统设计部分,介绍了PMSM矢量控制原理与特点,详细分析了采用电压源型逆变器供电的PMSM电流环控制模型和基于振荡指标法的PI控制器参数整定方法,推导了PI控制器比例系统与积分时间常数与电机参数之间的关系；采用同样的方法,推导了转速环PI控制器的参数表达式,给出了PI控制器的参数设计方法。然后,建立了仿真模型,进行了矢量控制仿真,验证了参数设计的正确性和矢量控制方法的优越性。在第4章,完整说明了本文采用的IPMSM转子位置观测算法。本文从同步旋转坐标系的电机模型出发,推导了IPMSM和SPMSM通用的转子磁链计算方法,对于两种不同结构的电机可采用相同的表达式,并针对非理想积分器的特性提出了一种新的积分误差补偿方法,从理论上消除了用非理想积分代替理想积分引入的转子观测误差。设计了针对风机驱动的定位、起动、切换三段式起动过程,并说明了理论实现方法。搭建了采用IPMSM驱动的风机系统无位置传感器矢量控制仿真模型,仿真结果验证了起动和转子位置观测算法的有效性。最后,对硬件和软件系统的总体结构及关键环节进行了介绍,对本文提出的方法进行了实验检验,实验结果进一步验证了算法的有效性。

关键词：嵌入式永磁同步电机无位置传感器控制矢量控制磁链观测器非理想积分器风机水泵

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永磁同步电机无位置传感器控制技术研究

永磁同步电机无位置传感器控制技术研究

引用

作者：郁琪兰州理工大学

学位级别：硕士

永磁同步电机具有功率因数高、启动力矩大、结构简单、调速性好等显著优点,广泛应用在交通、家电、航天、制造等领域。永磁同步电机的精确控制需要准确的转子速度和位置信息,通常采用在永磁同步电机上加装编码器或旋转变压器等机械式传... 详细信息

永磁同步电机具有功率因数高、启动力矩大、结构简单、调速性好等显著优点,广泛应用在交通、家电、航天、制造等领域。永磁同步电机的精确控制需要准确的转子速度和位置信息,通常采用在永磁同步电机上加装编码器或旋转变压器等机械式传感器来获得,但传感器的加装增加了电机的成本和空间,尤其是在一些特殊工作场景下检测精度降低,严重时直接影响电机的正常工作。在大量文献调研及相关理论研究的基础上,对低速、中高速下永磁同步电机无位置传感器控制方法进行相关研究,主要工作如下:(1)基于高频信号注入法的永磁同步电机低速无位置传感器控制技术研究。永磁同步电机运行在低速时常采用高频信号注入的方法获得转子位置和速度信息,针对传统脉振高频电压信号注入法在提取转子误差角度运算复杂的问题,提出了基于线性正弦跟踪算法的脉振高频电压信号注入无位置传感器控制方法,并对算法的稳定性进行了证明。针对脉振高频电压信号注入法使用滤波器限制系统带宽、影响系统动态性能的问题,采用高频方波电压信号注入的方法实现无位置传感器控制,高频方波电压信号注入法只需要使用一阶平滑和差分运算就可以实现对高频信号和基波信号的提取,简化了系统结构,提高系统的动态性能。在Simulink平台分别搭建了两种高频信号注入法的永磁同步电机无位置传感器控制模型,并对两种无位置传感器控制方法进行了仿真实验。(2)基于非线性滤波算法的永磁同步电机中高速无位置传感器控制技术研究。在中高速情况下常采用扩展卡尔曼滤波算法实现电机无位置传感器控制,但在应对强非线性系统时会出现较大的滤波误差,因此本文将容积卡尔曼滤波算法运用于电机无位置传感器控制,对算法的容积变换原理和滤波过程进行了数学推导,并搭建了基于容积卡尔曼滤波算法的永磁同步电机无位置传感器控制模型。在Simulink平台对无位置控制方法中两种非线性滤波算法估计效果进行实验仿真与对比分析,实验结果表明本文所提的基于容积卡尔曼滤波无位置传感器控制方法具有更高的估计精度。

关键词：永磁同步电机无位置传感器控制高频信号注入法容积卡尔曼滤波

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基于高频注入的漏磁可变式永磁电机无位置传感器控制系统研究

基于高频注入的漏磁可变式永磁电机无位置传感器控制系统研究

引用

作者：肖向华江苏大学

学位级别：硕士

近年来,环境污染和能源匮乏问题日益突出,为建设清洁高效的能源体系,电动汽车取代传统燃油式汽车已成为当前势不可挡的趋势。然而,传统车用永磁电机面对电动汽车多工况运行环境仍存在局限性,无法满足新一代电动汽车对其驱动电机的高转... 详细信息

近年来,环境污染和能源匮乏问题日益突出,为建设清洁高效的能源体系,电动汽车取代传统燃油式汽车已成为当前势不可挡的趋势。然而,传统车用永磁电机面对电动汽车多工况运行环境仍存在局限性,无法满足新一代电动汽车对其驱动电机的高转矩密度、广域高效等高性能需求。为此,本文研究了一种新型的漏磁可变式永磁电机(variable leakage flux permanent magnet synchronous motor,简称VLF-PMSM),基于“漏磁可变”的新颖理念,通过独特的转子设计,实现对漏磁桥饱和程度的调控。VLF-PMSM具有良好的弱磁性能和强带载能力,能够满足电动汽车多运行工况需求。然而,电动汽车面对复杂多变的运行工况,机械式位置传感器极易发生故障。为此,本文对VLF-PMSM无位置传感器控制系统开展相关研究工作。通过探究VLF-PMSM的基本特性,分析其特性对无位置传感器控制性能的影响,并提出相应的优化方案。本文研究内容包括:(1)对VLF-PMSM电机基本结构和运行原理进行分析,通过有限元仿真重点对电机的电感特性进行研究。建立VLF-PMSM矢量控制模型,并基于d SPACE1007实验平台,验证VLF-PMSM样机相关性能。(2)从理论上分析基于高频注入的VLF-PMSM无位置传感器控制,建立相应的仿真模型,进行仿真分析。结合VLF-PMSM的基本特性与对比常用的高频注入法,对更适用于VLF-PMSM的脉振高频电压注入法开展深入研究。此外,提出一种基于模型观测的位置传感器故障检测方法,并对基于脉振高频电压注入的VLF-PMSM位置传感器故障系统进行仿真分析。(3)针对VLF-PMSM参数变化特性对VLF-PMSM无位置传感器控制精度的影响,提出一种参数敏感自适应控制策略。在详细分析凸极率变化对VLF-PMSM无位置传感器驱动控制系统影响机理的基础上,提出一种自适应检测滤波器,以提高基于参数敏感自适应策略的VLF-PMSM驱动系统的转子位置估计精度;同时,引入参数自适应滑模控制器,改善基于参数敏感自适应策略的VLF-PMSM驱动系统的鲁棒性。最后,实验验证了所提出控制策略的可行性和有效性,为VLF-PMSM无位置传感器驱动控制系统的研究提供了重要的参考价值。

关键词：无位置传感器控制漏磁可变式永磁电机脉振高频电压注入法变凸极率参数敏感自适应策略

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船舶双三相永磁同步电机无位置传感器控制研究

船舶双三相永磁同步电机无位置传感器控制研究

引用

作者：任柏璇武汉理工大学

学位级别：硕士

随着船舶电力推进技术的日趋成熟,具有输出功率密度高、电机效率高以及容错能力强等优点的多相电机作为船舶推进电机得到了广泛的应用。本文选择与传统三相永磁同步电机(7)Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM(8)结构相似的双三相... 详细信息

随着船舶电力推进技术的日趋成熟,具有输出功率密度高、电机效率高以及容错能力强等优点的多相电机作为船舶推进电机得到了广泛的应用。本文选择与传统三相永磁同步电机(7)Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM(8)结构相似的双三相永磁同步电机(Dual Three-phase Permanent Magnet Synchronous Motor,DTP-PMSM)进行分析研究。首先,论文介绍了多相电机的驱动系统研究现状,以及在船舶推进电机领域的广泛应用。因为多相永磁同步电机一般应用在工况复杂的航天航空、新能源汽车以及船舶推进等领域,对电机驱动系统的可靠性要求非常高,而电机系统常用机械式传感器对电机的转速和转子角度进行观测,但是在恶劣复杂的工作环境下机械式传感器会有故障率增加的风险,因此设计一种无位置传感器控制方法,使其作为电机机械传感器发生故障时的应急备用手段,具有很重要的实际意义。所以本文针对应用在船舶上的双三相永磁同步推进电机,对其全速度范围内的无位置传感器控制展开研究。其次研究了双三相PMSM的数学模型,分析了电机六相解耦的两种坐标变换方法,分别是基于双d-q坐标变换和基于矢量空间解耦坐标变换(Vector Space Decomposation,VSD),以及双三相电机常用的几种脉宽调制策略,并且建立了两种坐标变换对应的矢量控制模型,通过仿真分析了两种矢量控制的差异。然后基于双三相PMSM的数学模型,对全速范围内的无位置传感器控制展开研究,在低速时采用改进的高频信号注入法,在高速时采用优化的滑膜观测器,在转速过渡区间采用加权平均的方法进行切换,实现了全速范围内转子位置的无位置传感器观测。最后基于双三相PMSM的矢量控制模型进行仿真,验证该复合观测方法的有效性。最后研究了螺旋桨推进特性以及船桨数学模型,基于母型船数据搭建了船舶推进系统的模型,与上文搭建的双三相PMSM全速范围内无位置传感器控制模型相结合,针对船舶运行时的起动、降速以及负荷突变工况进行仿真试验,对提出的无位置传感器控制方法进行验证。

关键词：船舶电力推进双三相永磁同步电机矢量控制无位置传感器控制

来源：评论

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基于模型参考自适应系统的大功率永磁同步电机无位置传感器控制

基于模型参考自适应系统的大功率永磁同步电机无位置传感器控制

引用

作者：翁聪北京交通大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)凭借本身所具有的高效率、结构简单、高功率密度等诸多优点,而普遍应用于城市轨道交通、航空航天、新能源汽车等众多领域。为了实现永磁同步电机的高性能控制需要实时获取准确的... 详细信息

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)凭借本身所具有的高效率、结构简单、高功率密度等诸多优点,而普遍应用于城市轨道交通、航空航天、新能源汽车等众多领域。为了实现永磁同步电机的高性能控制需要实时获取准确的电机转子位置信息,通常在电机内部安装位置传感器实时监测转子位置信息,目前多采用霍尔传感器、光电编码器、旋转变压器等机械式传感器。但是位置传感器的存在不仅增加了硬件成本及后期维护成本,同时还降低了永磁同步电机控制系统的可靠性。为了解决位置传感器带来的一系列问题,国内外众多学者对永磁同步电机无位置传感器控制技术进行了研究。本文针对大功率永磁同步电机的无位置传感器控制技术以及无位置传感器控制下电机参数在线辨识进行了深入研究,主要研究内容如下:针对大功率永磁同步电机矢量控制双频计算的特点,分析了系统延时产生的原因及其对转子位置观测的影响,并且根据分析做出了准确的延时补偿,提高了永磁同步电机无位置传感器控制的性能。对基于定子电流模型参考自适应法的大功率永磁同步电机无位置传感器控制方法进行了深入研究,根据Popov超稳定性理论设计了合适的自适应律对永磁同步电机转速进行辨识。利用Matlab/Simulink软件仿真验证了大功率永磁同步的矢量控制系统延时分析的正确性,研究了基于定子电流模型参考自适应法的永磁同步电机转子位置估计精度对电机参数变化的敏感性。根据可观性判定理论,在无位置传感器控制基础上分析了电机参数辨识的可观性。在基于模型参考自适应法的永磁同步电机无位置传感器控制基础上,由于多参数辨识缺秩的原因,采用具有遗忘因子的递推最小二乘法在线辨识对转子位置估计精度影响较大的交轴电感。利用永磁同步电机实验平台对本文所述的基于定子电流模型参考自适应法的永磁同步电机无位置传感器控制以及无位置传感器控制下基于遗忘因子递推最小二乘法的交轴电感在线辨识方法进行了实验验证。实验结果显示基于电子电流模型参考自适应法的永磁同步电机转子位置估计及无位置传感器控制下基于遗忘因子递推最小二乘法的交轴电感在线辨识都具有较高的估算精度。

关键词：永磁同步电机无位置传感器控制模型参考自适应参数辨识最小二乘法

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