探索永磁同步电机无速度传感器高性能控制的研究

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1、广西大学硕士学位论文永磁同步电机无速度传感器高性能控制的研究姓名：邓敏茜申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：卢子广20090705永磁同步电机无速度传感器高性能控制的研究摘要PMSM控制系统稳定运行控制都是建立在闭环控制基础之上的，因此如何获取转子速度和位置信号是整个系统中相当重要的一个环节。当前，在大多数调速驱动系统中，最常用的方法是在转子轴上安装传感器。但这些传感器会增加系统的成本，降低了系统的可靠性和耐用性。因此，在一些特殊及控制精度要求不很高的场合，无传感器控制得到了广泛的应用。它通过测量电动机的电压、电流等可测量的物理量，通过

2、特定的观测器估算转子速度，提取永磁转子的速度信息，完成闭环控制。本文以无速度传感器PMSM控制系统作为研究对象，介绍了无速度传感器矢量控制系统的发展现状，分析了永磁同步电机的结构、数学模型及其坐标变换，根据永磁同步电机矢量控制的原理和特点，选取了基于屯=0的转子磁场定向控制方式，确立了基于PWM的双闭环伺服控制系统实施方案，并在MATLAB／Simulinl(中建立了永磁同步电机伺服控制系统的仿真模型。本文首先采用PI控制和旋转坐标法(RF)相结合的方法对转速进行估算，仿真结果验证了该方案的正确性。在分析了永磁同步电机的数学模型后，针对伺服系统的非线性和

3、不确定性，本文又提出了一种基于自适应后推算法的控制策略，并将此控制器用于永磁同步电机伺服系统的转速控制，仿真结果验证了此策略的可行性。最后将两种方法进行比较。关键词：永磁同步电机无速度传感器旋转坐标法后推控制自适应控制ADVANCEDRESEARCHONPMSMWITHSPEEDSENSORLESSABSTRACTThepositionandspeedprecisecontrolofPMSMsystembuildinthespeedclosed—loopcontrol，SOhowtoacquirerotorpositionandspeedsignalis

4、amostimportantstrategyinthewholesystem．Atpresent，inmostlyregulationdrivesystems，themostlymethodistoinstallapositionsensorintherotorshaft．Butthesensorsincreasethecostanddecreasethereliability．Inthesebackgrounds，therehasbeenanincreasedinterestindevelopingtechniquestoobtainthepositi

5、onandspeedinformationforthePMSMwithoutexternalpositionsensors．PositionsensorlesscontrolforPMSMswillbewidelyusedinsomespecialorlow-precisionsituation．Wecallmeasurethemeasurablephysicalquantitysuchasthreehasecurrent，voltageetctoestimatethepositionandspeedthroughspecialobserverstrat

6、egy．Thisthesissummarizesthepresentofsensorlessvectorcontroller，andanalyzesthestructure、mathematicalmodelingandcoordinatetransformofPMSMcontrolsystem．WiththetheoryandcharacteristicsofPMSMvectorcontrolanalyzed，andtheFOCstrategyemploying屯=0chosen，thecontrolschemeofPMSMservosystembyP

7、WMisestablishedwithtwo—close—loopregulators．Atfirst，thesimulationmodelisbuiltinMatlab／Simulink，andtheresultofPIcontrollerwhichisimplementedbyvelocityestimatingusingReferenceFramestrategy(I强)validatesthecontrolstrategies．AfteranalyzingthemathematicalmodelofPMSM．Thisthesispresentsa

8、nadaptivebacksteppingcontrollerforPMSMse