基于自适应滑模的船舶推进pmsm无速度传感器矢量控制研究

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1、分类号UDC密级单位代码lQl51大连海事大学工程硕士学位论文基于自适应滑模的船舶推进PMSM无速度传感器矢量控制研究(应用研究)刘刚健指导教师王宁职称副教授学位授予单位大连海事大学申请学位级别工学硕士学科(专业)电气工程论文完成日期2014年5月答辩日期2014年6月答辩委员会主席SensorlessVectorControlofVesselPropulsionPMSMBasedonAdaptiveSliding·-ModeObserverAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpartialfulfillmento

2、ftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringbyLiuGangjian(ElectricalEngineering)ThesisSupervisor：AssociateProfessorWangNingJune2014大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成硕士学位论文==基王自适应、滑搓的墼照蕉进￡M苎丛玉逵廑佳壁墨筮量控剑受塞：：。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明

3、。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数

4、据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密口在——年解密后适用本授权书。不保密彳(请在以上方框内打·。√，，)论文作者签名：击t’＼网l＼僮学师签名：日期：为1*年钐g一日～2打本论文研究得到以下项目‘资助：(1)国家自然科学基金青年项目项目名称：面向船舶领域的动态白组织模糊建模及综合项目编号：51009017(2)交通部应用基础研究基金项目项目名称：复杂船舶领域模型的动态自结构智能建模研究项目编号：2012．329．225—060(3)北车集团大连电力牵引研发中心技术开发

5、项目项目名称：永磁同步电机推进水面无人艇自适应运动控制研究项目编号：2013H1912在此表示由衷的感谢l中文摘要摘要随着电力电子技术的发展和大功率交流电机变频调速技术的日趋成熟，船舶交流电力推进系统逐渐体现出其优越性，并成为船舶未来推进装置的发展方向。然而，高性能交流伺服系统中需要安装机械传感器，以获得精确的电机转子反馈信息。考虑到船舶推进电机的实际工作环境以及传感器安装维护的困难性，机械传感器不适合应用于船舶推进电机控制系统中。因此，研究基于先进无速度传感器的船舶推进电机矢量控制技术，具有极高的学术价值和广阔的应用前景。本文首先深入分析了船舶推进永磁同步电机的基

6、本结构和数学模型，并结合螺旋桨负载特性和船舶运动数学模型研究，建立了采用永磁同步电机推进系统的船舶整体运动数学模型。并且，采用矢量控制理论、坐标变换和电压空间矢量技术等，建立了基于Matlab／Simulink的船舶推进系统仿真模型。进而，针对基于传统滑模观测器的无速度传感器技术中的转子位置与转速估算信息存在较大抖振的缺点，本文分别提出了加权滑模观测器和自适应滑模观测器，并引入高频滤波算法，实现了转子估算信息更为精确的无速度传感器技术，抖振现象同时得以明显抑制。最后，结合矢量控制技术和所得船桨整体模型、永磁同步电机推进模型和基于自适应滑模的无速度传感器技术，设计了船

7、舶推进永磁同步点矢量控制系统，并针对多种工况，进行了大量仿真研究和比较分析，结果验证了本文所提出的基于自适应滑模的船舶推进永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统的有效性和优越性。本文提出的基于自适应滑模的无速度传感器技术，进一步丰富了船舶推进永磁同步电机无速度传感器控制理论。同时，相应的理论分析和建模仿真，为该领域的进一步深入理论研究和工程实践奠定了坚实基础。关键词：电力推进船舶；无速度传感器；自适应滑模观测器；永磁同步电机；矢量控制英文摘要AbstractWiththedevelopmentinpowerelectronictechnologyandtheinc