基于滑模观测器的船舶永磁同步电机无位置传感器控制研究

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1、分类号密级ＵＤＣ单位代码１０１５１基于滑模观测器的船舶永磯同步电机无位置传感器控制研究任俊杰指导教师刘彦呈职称教授学位授予单位大连海事大学申请学位级别工学博±学科（专业）轮机工程论文完成日期２０１５年３月答辩日期２０１５年６月答辩委员会主席若斗弓香ＳｌｉｄｉｎＭｏｄｅＯｂｓｅｒｖｅｒｆｏｒＰｏｓｉｔｉｏｎＳｅｎｓｏｒｌｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌｏｆｇＳｈｉＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｎｅｔＳｎｃｈｒｏｎｏｕｓＭｏ化ｒｐｇｙＤｉｓ说ｒｔａｔｉｏｎＳ

2、ｕｂ化谢；ｅｄ化ＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ＇Ｉｎａｒ村ａｌ化曲Ｉｈｎｅｎｔｏｆ化ｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒ化ｅｄｅｇｒｅｅｏｆｐＤｏｃｔｏｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｂｙＲｅｎＪｕｎｉｅｊＭａｒｉｎｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎ（ｇｇ）ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＬｉｕＹａｎｃｈｅｎｇＭａｒｃｈ２０１５大连海事大学学位论文原创性声明巧使用授权说明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

3、究工作所取得的成果，＂撰写成博±学位论义基于滑模观测器的船舶永磁同步电机无位置传感器控制研＂究。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，均已在文中Ｗ明确方式标明。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：ＡＬ峰才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，目Ｐ；大连海事大学有权保留并向国＾有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅

4、和借阅。本人授权大连海事大学可Ｗ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，也可采用影巧、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±学位论文全文数据库》（中国学术期刊（光盘版）电子杂志狂）、《中国学位论文全文数据库》（中国科学技术信息研究所）等数据库中，并Ｗ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□在年解密后适用本授权书。＂＂不保密Ｖ（请在Ｗ上方框内打Ｖ）论文作機名：似結导巧签名：曰巧：年＾月么＾日创新点摘要

5、创新点摘要１．针对螺旋浆负载特性下船舶内置式永磁同步电机在两相静止坐标系设计滑模观测器时，存在电机转速估算误差较大的问题，提出在两相旋转坐标系下构建新型滑模观测器用Ｗ实现对永磁同步电机转子位置和转速的估计。该方法中Ｗ电机ｄｑ轴电流误差为滑模面设计滑模观测器，通过李雅普诺夫稳定性理论分析，推导得出转速和转子位置估算表达式，避免了对电机扩展反电动势的观测，提髙了转速估算的准确性。仿真实验结果验证了所设计滑模观测器的稳定性和有效性。２一．针对潛模观测器存在抖振及参数优化的问题，提出种结合连续开关函数及开关增益

6、优化调节的控制策略，利用智能优化算法对观测器中可调参数进行寻优计算。该方法中引入ｓｉｇｍｏｉｄ连续型开关函数，同时对观测器中的开关増益大小进行模糊优化调节，降低了观测器系统中的抖振。将粒子群算法和设计的滑模观测器相结合，实现了观测器中可调参数的优化整定。仿真实验结果表明了控制策略的有效性。—３一．针对船舶永磁同步电机静止起动及低速运行的问题，提出种结合高频信号注入法及滑模观测器的控制策略。该方法中采用旋转高频电压信号注入法实现了电机转子初始位置的有效检测，利用检测得到的转子位置对滑模观测器中的巧始转子位置进行

7、修正，保证了电机的低速起动运行。仿真实验结果表明结合高频信号注入法，采用滑模观测器实现了船舶永磁同步电机无位置传感器稳定运行。中文摘要摘要、近年来，由于船舶电力推进系统可Ｗ降低燃油消耗提高船舶操纵性能和节约船舶空间等优点，使其成为船舶动力系统的主要发展方向。永磁同步电动机具有高效率、功率密度大和动态响应快等特点，在船舶紧凑型吊舱式电力推进系统中做为船舶推进电机得到了广泛应用。永磁同步电动机无位置传感器控制策略有利于提髙船舶永磁同步电动机驱动系统的可靠性，降低系统对工作环境的要求，具有重要研巧意义？。本文

8、Ｗ滑模观测器为基础，对船舶内置式永磁同步电机的转子位置及转速进行估计，实现永磁同步电机无位置传感器控制。研巧内容包括Ｗ下几个方面：船舶永磁同步电动机变频