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基于傅里叶电感模型的开关磁阻电机无位置传感器控制

基于傅里叶电感模型的开关磁阻电机无位置传感器控制

引用

作者：周丽芳大连海事大学

学位级别：硕士

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)凭借其简易坚固的物理结构、极强的适应性、容错能力以及宽调速区间被广泛应用于航天航空、新能源汽车等多种高性能电气传动领域。准确地掌握转子角度信息是控制电机运行以及计算转速的关... 详细信息

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)凭借其简易坚固的物理结构、极强的适应性、容错能力以及宽调速区间被广泛应用于航天航空、新能源汽车等多种高性能电气传动领域。准确地掌握转子角度信息是控制电机运行以及计算转速的关键。传统的SRM采用机械位置传感器采集转子角度信息,进而驱动电机运转,但机械传感器易受外界极端环境(如高温、高粉尘)的影响,限制了电机的应用推广。因此,研究适用于SRM的无位置传感器控制方法具有重要的实际意义。研究高精度的SRM无位置传感器控制方法,首先需要建立准确的SRM数学模型。本文在一台三相12/8极开关磁阻电机上进行了堵转实验,通过处理实验采集的磁链数据,利用特殊位置点的磁链-电感-电流之间的函数关系完成了傅里叶级数电感解析建模,结合三维转矩查找表,根据SRM基本方程搭建了本体仿真模型。传统电感法估计转子位置角度时,位置估计精度极易受到电感谐波以及电感饱和等影响。为了提高转子位置估计精度,本文通过对电感傅里叶级数表达式进行坐标变换,消除电感的直流分量和偶次谐波分量,使得电感波形更接近正弦波,此时,利用坐标变换后的电感估计转子角度,位置估计精度提高。在此基础上,进行差值电感辨识,消除电感三的倍数次谐波分量,使得用傅里叶级数表示电感更加精确。然后,利用差值电感矢量估计转子位置角度。考虑到电感易受磁饱和影响导致位置估计误差变大问题,提出了在差值电感特征点处利用脉冲定位估计转子位置的方法,由于特征点位置随电流变化一致,故利用该方法估算转子位置角度时,估计误差较小且几乎不受电感饱和因素的影响。最后,对本文提出的三种位置估计方法进行了仿真验证,与传统方法相比,位置估计误差依次减小,仿真验证了三种算法理论的正确性。为了进一步验证所提位置估计算法的有效性,本文在一台电机功率为15k W,控制器为DSP-TMS320F2812的SRM调速系统控制平台上进行了实验验证。文中简要介绍了实验平台,实验结果表明,本文所提的三种位置估计方法均能很好的实现SRM无位置传感器运行,并在一定程度上减小了估计误差,提高了位置估计精度。

关键词：开关磁阻电机无位置传感器控制傅里叶级数电感差值电感

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基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机的无位置传感器控制

基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机的无位置传感器控制

引用

作者：李高林湖南大学

学位级别：硕士

近年来，由于永磁同步电机因为其结构简单、重量轻、体积小、损耗小、效率高以及恒功率运行时有较宽的调速范围等优点，在很多领域都得到了广泛的应用。由于永磁同步电机驱动系统能够满足高性能的要求，广泛运用于数控机床、高精度伺服... 详细信息

近年来，由于永磁同步电机因为其结构简单、重量轻、体积小、损耗小、效率高以及恒功率运行时有较宽的调速范围等优点，在很多领域都得到了广泛的应用。由于永磁同步电机驱动系统能够满足高性能的要求，广泛运用于数控机床、高精度伺服驱动、航空航天及航海等领域中。本文根据目前一些电力拖动方面的需要，进行了永磁同步电机基于无位置传感器的调速系统的研究，使得永磁同步电机系统能够在保证调速性能的要求下进一步降低系统成本。论文主要研究了基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机的无位置传感器的矢量控制系统。首先，论文介绍了永磁同步电机调速系统的研究现状以及发展趋势，了解了电机的结构，推导了坐标变换理论、永磁同步电机的数学模型、永磁同步电机模型的坐标变换以及矢量控制原理，并在此基础上重点介绍了几种常用的矢量控制策略，分析了各种控制方式的优缺点以及适用的场合;同时分析了永磁同步电机的弱磁运行原理及弱磁时的控制方式。其次，着重介绍了扩展卡尔曼滤波算法（EKF）的详细原理，给出了算法的流程图，在此基础上推导出了永磁同步电机的扩展卡尔曼方程，并且给出了基于扩展卡尔曼滤波的无位置传感器矢量控制的控制系统框图，并且介绍了扩展卡尔曼算法的简化算法。在matlab7.1环境下搭建了系统仿真模型并进行了仿真实验，对论文中所提出的方法进行了论证，并对实验结果进行了研究与分析，同时研究了简化算法。最后，采用了TI公司专用于电机控制的TMS320F2808型DSP作为系统硬件核心，从各主要功能模块，分类系统的介绍了整个硬件电路原理以及软件控制模块原理的实现方法。硬件部分主要介绍了电流采样、IPM模块及保护模块的原理，软件部分主要介绍了整个系统运行的流程图以及中断处理程序的流程图。在此软、硬件基础上进行了实验。

关键词：永磁同步电机矢量控制无位置传感器控制扩展卡尔曼滤波 DSP 空间矢量脉宽调制

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电动汽车用PMSM全速域无位置传感器控制策略研究

电动汽车用PMSM全速域无位置传感器控制策略研究

引用

作者：李孝银合肥工业大学

学位级别：硕士

在能源短缺与环境危机的双重挑战下,高性能电动汽车的研发,是实现可持续发展的重要途径。电动汽车主要依靠电动机将电能转化为动能提供前进动力,因此,实现电动机驱动系统的可靠控制对于电动汽车安全性、动力性以及经济性的改善至关重要... 详细信息

在能源短缺与环境危机的双重挑战下,高性能电动汽车的研发,是实现可持续发展的重要途径。电动汽车主要依靠电动机将电能转化为动能提供前进动力,因此,实现电动机驱动系统的可靠控制对于电动汽车安全性、动力性以及经济性的改善至关重要。永磁同步电机(PMSM)以其构造简单、高功率密度、高效率、启动转矩大等优点,成为了电动汽车驱动电机的主流选择。然而,传统电动汽车驱动电机控制通常采用机械式传感器获取转子位置信息,不仅增加了电机设计和维护成本,也降低了系统可靠性,因此,无位置传感器控制技术,已逐步成为电动汽车驱动电机控制的研究热点。本文的主要研究内容安排如下: 首先,依据PMSM的结构特点和坐标变换原理,构建了 PMSM三种坐标系下的数学模型,简要介绍空间矢量脉宽调制原理,并基于MATLAB/Simu1ink仿真平台搭建了矢量控制仿真模型。其次,介绍了三种主流的PMSM零低速无位置传感器控制高频注入算法基本原理,并基于仿真结果验证了三种算法的有效性,同时对比分析三种算法的位置估计效果,并从电磁转矩角度分析算法的优缺点,为零低速域无位置传感器控制算法的选取提供理论依据。然后,提出了一种PMSM全速域无位置传感器控制策略,其中,零低速采用改进型高频脉振电压注入法,利用二阶广义积分器以及谐波消除法减少滤波器的使用,减小位置估计相位滞后;中高速采用优化的滑模观测器法,优化切换函数,减小转速估计振荡;转速过渡区间设计了连续光滑三次函数比例切换法,提高速度切换平顺性和系统动态性能,提升位置和转速估计精度。基于仿真结果,分别验证了优化算法的优越性。最后,设计了一种SiC MOSFET电机控制器,基于设计的控制器搭建了实验平台,并通过实验验证了控制器的性能和实验平台的有效性。利用搭建的实验平台开展了 PMSM中高速无位置传感器控制策略实验,验证了优化滑模观测器能够减小转速估计振荡;并且完成了全速域无位置传感器控制切换策略实验,验证了设计的连续光滑三次函数比例切换法能够提高速度切换平顺性、系统动态性能以及位置和转速估计精度。

关键词：永磁同步电机高频注入滑模观测器无位置传感器控制 SiC MOSFET电机控制器

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基于线性扩张状态观测器的永磁同步电机无位置传感器控制研究

基于线性扩张状态观测器的永磁同步电机无位置传感器控制研究

引用

作者：曾香平华南理工大学

学位级别：硕士

永磁同步电机应用广泛。矢量控制作为永磁同步电机控制策略中最常见的一种,其通过坐标变换将电机的磁场分量和转矩分量解耦,然后对电机的交、直轴电流分别进行控制,使永磁同步电机的控制变得像直流电机的控制一样简单。采用矢量控制的... 详细信息

永磁同步电机应用广泛。矢量控制作为永磁同步电机控制策略中最常见的一种,其通过坐标变换将电机的磁场分量和转矩分量解耦,然后对电机的交、直轴电流分别进行控制,使永磁同步电机的控制变得像直流电机的控制一样简单。采用矢量控制的调速系统,需要准确的转子速度、位置信息。可以通过在转轴上安装机械式物理传感器测量电机的转速和位置,然而安装机械式物理传感器会增加控制系统的体积、质量和成本,降低系统的运行可靠性。针对上述问题,可以利用无位置传感器控制算法取代机械式物理传感器。现有的无位置传感器控制算法无法满足电机在整个速度域内的运行,本文以一台表贴式永磁同步电机为被控对象,设计了一种结合I/F自启动控制和基于线性扩张状态观测器的无位置传感器控制的复合控制策略,去实现永磁同步电机在较宽速度域内的无位置传感器运行。论文首先阐述了永磁同步电机的数学模型、矢量控制的原理和空间矢量脉宽调制技术。然后从状态观测器的理论出发,分别介绍了一种非线性反馈的观测器——滑模观测器和一种线性反馈的观测器——线性扩张状态观测器,对两种观测器的稳定性进行了证明,并分析了两种观测器的特点。发现线性扩张状态观测器能够准确地观测出永磁同步电机的反电动势,并且由于其采用的是线性模型,可以通过频域法进行理论分析,获得观测器的参数整定规律以及相位滞后补偿角的计算公式。接着介绍了I/F自启动控制的原理及实现方案,设计了两种不同的加速过程速度期望曲线,不同的速度期望曲线下,实际的速度响应不同。针对永磁同步电机调速系统无法从I/F开环控制直接切换成基于观测器的闭环控制,又设计了两种不同的切换策略,其中基于减小参考电流的切换策略可以实现系统运行状态的平滑过渡,消除了直接切换带来的电流激增、转矩冲击等负面影响。最后说明了永磁同步电机调速系统硬件实验平台的搭建思路和软件实验平台的程序框架,并在此平台上对前文所述的观测器算法、I/F开环自启动控制、平滑切换策略等进行了实验验证。通过理论分析和实验结果分析可得,在本文所提策略中,基于线性扩张状态观测器的无位置传感器控制算法可以有效地观测出电机转子的速度、位置信息,在电机的额定转速范围内,位置观测误差角不超过0.2rad;基于减小参考电流的切换策略可以使系统从开环启动过程较平滑地过渡到闭环控制状态,切换瞬间系统细微震荡,但能迅速恢复稳定。该复合控制策略可以实现无位置传感器的永磁同步电机在较宽速度域内地平稳运行。

关键词：永磁同步电机无位置传感器控制滑模观测器扩张状态观测器 I/F控制

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动圈式永磁平面电机无位置传感器控制研究

动圈式永磁平面电机无位置传感器控制研究

引用

作者：阮光正安徽工程大学

学位级别：硕士

永磁平面电机在结构多样性、推力密度、控制精度、低速性能、能量损耗等方面较传统电机具有较大的综合优势,因此一直吸引着国内外学术界和工程界进行不断的研制和更新。本文以动圈式永磁平面电机为研究对象,在建立受力模型、解耦运动控... 详细信息

永磁平面电机在结构多样性、推力密度、控制精度、低速性能、能量损耗等方面较传统电机具有较大的综合优势,因此一直吸引着国内外学术界和工程界进行不断的研制和更新。本文以动圈式永磁平面电机为研究对象,在建立受力模型、解耦运动控制、z轴上动子的起浮和下降运动控制、xy平面上的动子无位置传感器运动控制等方面进行了研究,具体内容如下:1.介绍了动圈式永磁平面电机的基本结构、定子Halbach永磁阵列的磁场解析数学模型,推导出动子线圈的受力解析数学模型,总结了动圈式永磁平面电机的平面运动下的基本方程,提出了动圈式永磁平面电机的静止三相/移动两相坐标变换矩阵,做功电流和去耦电流新理论,并基于此概念推导了电磁力电流分配方程及其他相关变换矩阵,在数学化的总结后,将动圈式永磁平面电机的控制引入到做功和去耦域进行讨论,并进行电压型电磁力控制系统的设计。2.分析了动子在移动坐标系下电磁力控制方法下在z轴上的运动过程,提出了“假气隙点”概念,推导出了“假气隙点”位置与期望气隙点位置的数学关系表达式和动子起浮至期望气隙点和下降至零高度的时间计算积分公式,并给出了平稳起浮和下降控制策略。“假气隙点”现象表现为:动子停留在零位置时,对线圈分配“假气隙点”恒定电流,在此电流驱动下动子运行至期望气隙点处速度为零;动子悬浮在期望气隙点位置时,对线圈分配“假气隙点”恒定电流,在此电流驱动下动子运行至零位置处速度为零。利用上述现象,通过切换电流使动子在零位置和气隙点之间平稳移动。仿真结果表明动子运行误差、抖动很小,证明了控制策略的正确性。3.结合电路能量守恒定律,提出了利用卡尔曼滤波算法进行状态估计得到的动子位置信息来进行电磁力控制产生作用于动子的悬浮力和水平推力的无位置传感器控制策略。该策略通过实时获取动子线圈端电压和端电流计算得出总功率,减去动子线圈消耗热功率得到推力作用于动子的机械功率,此机械功率在恒定推力控制下反应动子采样时间间隔内位移的大小,以此建立动子位置、速度、加速度的卡尔曼滤波估计算法模型。在此基础上,针对控制算法以及控制策略的所产生的推力进行仿真,仿真结果验证了控制策略的正确性。

关键词：动圈式永磁平面电机 Halbach永磁阵列矢量控制做功电流去耦电流电压型电磁力控制系统卡尔曼滤波无位置传感器控制

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基于PAC的无刷直流电机的无位置传感器控制

基于PAC的无刷直流电机的无位置传感器控制

引用

作者：王志伟浙江理工大学

学位级别：硕士

无刷直流电机利用电子控制换相,由于其拥有无机械换向器、体积小等诸多优点,受到很多行业的青睐。传统的无刷直流电机控制系统一般都带有位置传感器,不仅大大增加了硬件成本,而且在高温高压等恶劣环境又受到限制,严重制约了无刷直流电... 详细信息

无刷直流电机利用电子控制换相,由于其拥有无机械换向器、体积小等诸多优点,受到很多行业的青睐。传统的无刷直流电机控制系统一般都带有位置传感器,不仅大大增加了硬件成本,而且在高温高压等恶劣环境又受到限制,严重制约了无刷直流电机的发展,因此,无位置传感器控制应运而生[62]。故本文设计了一种控制精度高,稳定性好的无位置传感器控制系统。本文的研究工作如下:首先,在分析无刷直流电机结构和基本工作原理的基础上,建立了无位置传感器控制数学模型,并详细叙述了无刷直流电机的运行特性。其次,针对无刷直流电机无位置传感器控制转子检测的方法,本文采用了反电势过零点交叉检测法。在启动方面,采用“三段式启动”,并对该启动过程作了具体的介绍。另外结合本文的控制对象电锤电机的应用特点,介绍了其控制方案。然后,本文设计了基于PAC5210的无位置传感器控制系统。该控制系统的硬件部分包括电源电路,功率驱动电路,反电势检测电路,A/D采样电路等;软件部分包括主程序设计、ADC中断采样,定时器中断程序等。最后,对控制算法作了具体的分析,在控制系统基础上,进行了低速、中低速、中速、中高速、高速时的五种不同场景下的电锤电机负载特性测试。实验结果表明,本文设计的基于PAC5210的控制系统可以很好的完成无刷直流电机的无位置传感器控制,使得内置11倍减速比的电锤电机达到1800rpm,相当于实际速度接近20000rpm。在低速、中低速、中速、中高速、高速时电锤电机都能恒转速带载运行。

关键词：无位置传感器控制反电势过零点 PAC5210 交叉检测恒转速

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基于模型参考自适应的永磁同步电机无位置传感器控制

基于模型参考自适应的永磁同步电机无位置传感器控制

引用

作者：朱瑞杰北京交通大学

学位级别：硕士

永磁同步电机因其诸多优点,在伺服系统、数控机床、轨道交通等领域得到广泛应用。与采用位置传感器获得转子位置相比,采用无位置传感器技术有助于节约成本,提高系统可靠性。本文对基于模型参考自适应的永磁同步电机无位置传感器矢量控... 详细信息

永磁同步电机因其诸多优点,在伺服系统、数控机床、轨道交通等领域得到广泛应用。与采用位置传感器获得转子位置相比,采用无位置传感器技术有助于节约成本,提高系统可靠性。本文对基于模型参考自适应的永磁同步电机无位置传感器矢量控制技术进行了研究,主要内容如下:针对控制系统实际应用中面临的非理想因素,分析了两种不同电流采样和PWM更新方式下的系统延时问题,研究了一种幅值和相位都能实现准确补偿的逆变器死区补偿方法。对两种模型参考自适应转子位置估算方法进行了研究,分别为基于定子电流和基于定子磁链的模型参考自适应法。根据波波夫超稳定性理论,在满足系统渐进稳定性的条件下,通过重新合理选择线性补偿器矩阵并进行严格证明,详细推导了以转速作为待估算变量的模型参考自适应系统的自适应律,从而实现对永磁同步电机转速和转子位置的精确估算。对上述两种转子位置估算方法,分析并建立了转速估算误差系统的结构框图和闭环传递函数,参考根轨迹的分析方法,通过研究自适应律PI参数变化时系统特征根的变化趋势以及阶跃响应,分析了基于定子电流的模型参考自适应法其自适应律PI参数对系统动静态性能的影响,为PI参数值的合理选取提供了理论依据。通过两种方法估算系统闭环传递函数的对比,发现基于定子电流和基于定子磁链的模型参考自适应法在本质上是完全一致的,并根据闭环传递函数确定了两种方法自适应律PI参数间的关系,从而为PI参数选取提供方便。对上述两种模型参考自适应法进行了电机不同工况下的仿真研究和实验对比,包括稳态工况、动态工况和电机参数变化工况。同时对系统延时补偿和逆变器死区补偿方法进行了验证。结果显示这两种方法估算效果基本一致,在稳态条件、转速变化以及转矩突变等动态过程中都具有良好的估算精度。

关键词：永磁同步电机无位置传感器控制模型参考自适应闭环传递函数

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基于抗抖振滑模观测器的PMSM无位置传感器控制系统研究

基于抗抖振滑模观测器的PMSM无位置传感器控制系统研究

引用

作者：刘毅华中科技大学

学位级别：硕士

滑模观测器法作为一种依靠电机基波模型的方法,因其结构简单、鲁棒性强,被广泛应用于中高速段的永磁同步电机无位置传感器控制系统中。但是由于其固有的抖振现象,给观测结果带来额外的高频扰动,会导致整个控制系统无法实现较好的控制性... 详细信息

滑模观测器法作为一种依靠电机基波模型的方法,因其结构简单、鲁棒性强,被广泛应用于中高速段的永磁同步电机无位置传感器控制系统中。但是由于其固有的抖振现象,给观测结果带来额外的高频扰动,会导致整个控制系统无法实现较好的控制性能。因此为了提高基于滑模观测器的无位置传感器控制性能,本文采用一种基于抗抖振滑模观测器的无位置传感器控制算法,提高其在抑制滑模抖振和增强收敛能力方面的作用,并以之作为研究对象分析各项性能。本文基于有效磁链概念建立了凸极永磁同步电机观测器参考模型,结合滑模观测器和归一化的正交锁相环设计了一套无位置传感器的转子位置和转速估算方案。文章通过对比传统滑模观测器和抗抖振观测器两种观测器设计方式的原理,分析新型观测方式对于抑制抖振、增强收敛能力的有效性。以抗抖振滑模观测器为研究对象,通过分析观测器稳定性条件以及各项参数对观测性能的影响,总结出一套性能优化的参数设计方案,可以进一步抑制抖振并提高响应速度和收敛能力。然后,针对基于抗抖振滑模观测器的无位置传感器控制算法,对其各项参数变化进行敏感性分析,通过公式推导参数误差方程总结出参数变化对观测结果的影响规律。为了验证观测器性能和分析结果,本文搭建了基于抗抖振滑模观测器的无位置传感器电机控制仿真实验平台。通过对比传统滑模观测器和抗抖振滑模观测器仿真结果验证观测器方案的有效性;通过选取不同参数进行对比仿真实验,验证观测器稳定性条件和参数对性能的影响;根据电机实际运行中可能遇到的各种工况,模拟系统在不同情况下的稳态性能和动态响应能力。综上,仿真实验验证了该方案的可行性,在抑制高频抖振、提高稳态和动态性能方面具有较好的表现。

关键词：永磁同步电机无位置传感器控制抗抖振滑模观测器

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电动滑板车无刷直流电机无位置传感器控制器的研制

电动滑板车无刷直流电机无位置传感器控制器的研制

引用

作者：张凯强江西理工大学

学位级别：硕士

在人们环保意识日益增强的时代,传统的出行方式被越来越多的电动交通工具所取代。其中,近些年来出现的电动滑板车,由于其外观时尚、体积小携带方便、操作简单等优点,因此成为人们短途出行最受欢迎的代步工具之一。电动滑板车主要有三大... 详细信息

在人们环保意识日益增强的时代,传统的出行方式被越来越多的电动交通工具所取代。其中,近些年来出现的电动滑板车,由于其外观时尚、体积小携带方便、操作简单等优点,因此成为人们短途出行最受欢迎的代步工具之一。电动滑板车主要有三大核心部分组成:驱动电机、电机控制器以及电池,目前无刷直流电机凭借转矩大、动态性能良好、寿命长等优势成为驱动电机的首选。本文主要目标是以无刷直流电机为研究对象,开发出一款基于STM32的全数字化无位置传感器控制系统,并最终通过实验验证其可行性和稳定性。本设计主要完成以下几个方面:(1)对无刷直流电机工作原理与数学模型展开分析,并研究了基于反电动势过零点检测的无位置传感器控制方法;(2)针对换相过程中关断相续流导致的端电压波形畸变以及检测到的反电动势过零不准确的问题,首先阐述续流产生的原因,从换相期间电流表达式的分析中得到一种改变电机绕组通电方式可缩短换相续流的方法;同时对反电动势检测电路输出信号采取分时分段的采样策略,从而最大程度上消除换相续流事件的影响;(3)对电机启动问题展开研究,从实现难易程度、硬件要求和可靠性方面的综合考虑,最终选择三段式启动法。对预定位阶段定子绕组施加电压大小与通电时间、外同步加速阶段PWM调制信号占空比与软件延时换相频率、加速阶段向自控运行阶段切换条件等问题进行详细说明;(4)完成以STM32F103C8T6为微处理器的硬件电路设计,主要包含:电源电路、STM32F103C8T6外围电路、全桥逆变电路及其驱动电路、反电动势零点检测电路、辅助电路;(5)以硬件电路为载体,在IAR开发环境下完成控制系统软件设计,并详细介绍系统中关键技术的软件实现过程。最后,通过软件调试和装车测试证明了本文论述方法的可行性,并在带载的条件下能正常运行。

关键词：电动滑板车无位置传感器控制换相续流分时分段采样软件延时

来源：评论

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DC110V供电永磁同步电机无位置传感器控制系统研究

DC110V供电永磁同步电机无位置传感器控制系统研究

引用

作者：曹东辉北京交通大学

学位级别：硕士

本文基于具有损耗小、效率高、体积小等显著优点的永磁同步电机(PMSM),针对PMSM无位置传感器控制系统进行研究,同时对于三相逆变器SVPWM调制策略以及三种低成本电阻采样方案进行详细分析研究与比较,在理论分析基础上设计相关硬件来使得1... 详细信息

本文基于具有损耗小、效率高、体积小等显著优点的永磁同步电机(PMSM),针对PMSM无位置传感器控制系统进行研究,同时对于三相逆变器SVPWM调制策略以及三种低成本电阻采样方案进行详细分析研究与比较,在理论分析基础上设计相关硬件来使得110V蓄电池供电的地铁应急通风系统可以安全可靠的运行。本文的主要研究工作包括了以下几个部分:首先,利用坐标变换对内置式永磁同步电机数学模型进行公式推导,在此基础之上研究定子磁链观测器及其不同改进方法对定子磁链观测结果的影响,针对每一种方法进行相关的公式推导,来严谨分析各自特点,并结合锁相环模块得到准确的转子位置以及转速信息,同时在Matlab/Simulink软件中进行仿真,来分析比较观测误差。然后,分析了七段式SVPWM调制方法与五段式DSVPWMMIN调制方法的原理,比较了两者区别以及各自造成的逆变器损耗情况,此外研究了两种方法对于电机相电流谐波含量的影响效果,并基于Matlab/Simulink软件进行了仿真分析。同时研究了三种低成本电阻采样方法各自特点,针对直流母线单电阻采样时间不够的问题,利用脉冲移相的方法来实现了采样结果的改善,并在仿真中对比了单电阻采样与下桥臂双电阻采样的结果,为硬件设计提供依据。最后,在理论分析基础上进行硬件电路设计,包括直流输入电路、IPM逆变器电路、DC/DC电源电路、过温过流欠压保护电路、电流电压采样电路等,并详细研究分析了各个电路的特性以及相关参数的计算,同时基于TMS320F28035完成了软件系统的设计。根据电路设计搭建实验平台,并在实验平台上完成相关实验来对前述理论以及仿真结果进行验证,实验结果表明控制系统可以安全可靠的运行,控制性能较好,通风电机运行噪声较小,实现了课题项目要求。

关键词：永磁同步电机无位置传感器控制定子磁链观测器 SVPWM调制电阻采样

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