模糊滑模变结构控制在永磁同步电机中的应用

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1、中图分类号：TM301.2论文编号：102870318-SX083学科分类号：080800硕士学位论文模糊滑模变结构控制在永磁同步电机中的应用研究生姓名周慧龙学科、专业电机与电器研究方向现代交流调速指导教师胡勤丰副教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringApplicationoffuzzyandslidingmodevariablestructurecontrolinpermanentma

2、gnetsynchronousmotorAThesisinElectricalEngineeringbyZhouHuilongAdvisedbyProf.HuQinfengSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

3、本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：2018.3.30南京航空航天大学硕士学位论文摘要永磁同步电动机在生产生活中得到广泛的应用，无位置传感器技术不仅省去了位置传感器带来的成本问题，同时有着更好的环境适应性，现在仍然是很多专家学者研究的重要方向，基于滑模观测器的无位置观测算法有着较好的鲁棒性和不依赖电机参数的优异特点，针对传统的滑模观测器存在抖振问题，以及低速和零速下的运行问题，本文基于航空用低压56V永磁同步电机，对滑模无位置算法进行

4、研究。首先采用传统的滑模观测器算法，通过反正切函数来求得转子的位置和速度，验证了观测器的鲁棒性和收敛性，也有待提高和待改进的地方。针对抖振产生的根源，从稳态抖振的幅度到动态响应的速度，在文中进行了多组参数的对比仿真实验。（1）使用sigmoid函数来优化开关函数的平滑化处理的方法，并在仿真实验中验证了在电机稳态运行时的转速观测效果；（2）使用Kalman滤波器来滤除反电势中的高频谐波，通过线性拟合的方式适时调整其增益系数来达到最佳的滤波效果；（3）通过锁相环的方法来获得转子的位置并合理选择其参数；（4）提出将速度误差引入模糊算法来动态调整滑模观测器的增益，以提高观测器的动态性能，同

5、时减小速度阶跃响应的超调量。另外，还进行了旋转电流矢量的开环启动研究，使得转子能够从零速开始，就具有较好的鲁棒性和带载能力。通过仿真验证了理论算法的可行性，并由自主设计的硬件软件平台进行可行性验证，得到了电机在不同的工作状态下最优的运行参数。关键词：永磁同步电机，无位置控制，滑模观测器，模糊控制，开环启动I模糊滑模变结构控制在永磁同步电机中的应用ABSTRACTPermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)hasbeenwidelyusedinproductionandlife.Positionsensorlesstechnologynotonlysav

6、esthecostofpositionsensor,butalsohasbetterenvironmentaladaptability.Nowitisstillanimportantresearchdirectionofmanyexpertsandscholars.Thesensorlessobservationalgorithmbasedonslidingmodeobserverhasgoodrobustnessandnotmuchdependenceonmotorparameters.Aimingatthebuffetingproblemofthetraditionalslid

7、ingmodeobserverandtheproblemofrunningatlowspeedandzerospeed,thispaperstudiestheslidingmodecontrolalgorithmbasedonthelowvoltage56Vpermanentmagnetsynchronousmotorusedinaviation.Firstly,thetraditionalslidingmodeobserveralgorithmisusedtocal