表贴式永磁同步电机无速度传感器控制研究

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________工程硕士学位论文表贴式永磁同步电机无速度传感器控制研究学位申请人：赵黎明学科领域：控制工程校内导师：王勋教授校外导师：答辩日期：华东书脊交通大学2018届工程硕士学位论文表贴式永磁同步电机无速度传感器控制研究电气与自动化工程学院赵黎明独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，

2、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和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。学生本人签名日期校内导师签名日期校外导师签名日

3、期摘要表贴式永磁同步电机无速度传感器控制研究摘要因永磁同步电机拥有高可靠性、高功率密度、高效率、灵活多样的结构设计以及良好的控制特性等优点，在数控机床领域、电动汽车以及轨道交通牵引传动领域得到大力应用。传统的运动控制系统往往在电机内部装配有传感器，然而由此也产生了诸多系统可靠性下降、功率密度减小、成本增高、环境限制等问题，无速度传感器控制则对此给出了解决方法。研究各国学者的成果，大多数只适合电机中速以上运行的控制，在低速运行下，高频信号注入法表现出了较好的效果，该方法利用电机的凸极特性，从注入信号的响应电流或是响应电压中提取转子位置信息，作为控制系统的反馈量。本文主要研究利用高频信号注入法

4、实现表贴式电机低速运行下的无速度传感器运行。由于该种电机属于隐极机，无法利用基于结构凸极特性的旋转高频电压（电流）注入法，唯有通过脉振高频信号注入，即在电机直轴注入高频电压或是电流，构造电机饱和凸极特性，才能实现速度辨识。本文在理论研究的基础上借助MATLAB/Simulink软件仿真实现了利用脉振高频电压、电流注入法的表贴式电机无速度传感器控制。电压注入方案通过带通滤波器提取响应电流，再对其进行调制取出含位置估计误差的信号，经PI调节器调节即可得到估计转速。电压注入方案简便易实施，适应性良好。电流注入方案通过改变信号注入位置，改善了电压注入法的稳定性，并通过采用比例-谐振控制器改善了信号

5、的提取能力且不影响系统的运动控制特性。仿真结果证明了所提出的方法对转子速度的良好辨识能力以及控制系统良好的动静态特性。关键词：表贴式永磁同步电机；无速度传感器控制；脉振高频电压注入法；脉振高频电流注入法IABSTRACTRESEARCHONSENSORLESSCONTROLOFSURFACE-MOUNTEDPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMOTORABSTRACTInrecentyears,permanentmagnetsynchronousmotoriswidelyusedinfieldsofnumericalcontrolmachine,electricvehicl

6、eandrailtransittractiondrive,becauseofitownssuchqualitiesassimplestructure,reliableoperation,highpowerdensity,highefficiency,flexibledesignofshapeandsize,andwellcontrolperformance.Aswellknown,rotorpositionandrotatespeedinformationareusuallyprovidedbymechanicalpositionsensor,whichisnecessaryinperma

7、nentmagnetsynchronousmotorcontrolsystem.Butproblemsasreliabilitydecline,powerdensitydecrease,costincrease,applicationenvironmentlimitation,etc,comewiththeutilizationofmechanicalpositionsensor.Thus,themethodofsens