基于改进滑模观测器的PMSM无位置传感器控制算法研究.pdf

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1、硕士学位论文基于改进滑模观测器的PMSM无位置传感器控制算法研究RESEARCHONPOSITIONSENSORLESSCONTROLALGORITHOMOFPMSMBASEDONSLIDINGMODEOBSERVER张振宇哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TM343学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文基于改进滑模观测器的PMSM无位置传感器控制算法研究硕士研究生：张振宇导师：王宏副教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2018年

2、6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM343U.D.C:621.3AdissertationsubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsfortheacademicdegreeofMasterofEngineeringRESEARCHONPOSITIONSENSORLESSCONTROLALGORITHOMOFPMSMBASEDONIMPROVEDSLIDINGMODEOBSERVERCandidate：ZhangZhenyuS

3、upervisor：Asso.Prof.WangHongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要一般带传感器的永磁同步电机控制方法已不能

4、满足生活生产应用所需，如何在无传感器的条件下平稳控制永磁同步电机，成为了学者们和技术人员的研究方向。本文针对基于自适应和改进滑模观测算法的无速度传感器控制进行以下研究：在自然坐标系和同步旋转坐标系下建立面装式三相永磁同步电机的基波数学模型。以增量式编码器作位置反馈元件，设计基于转子磁场定向的面装式三相永磁同步电机空间矢量控制结构，并搭建了仿真模型和实验平台，仿真和实验都证明系统拥有良好的动静态特性和带载能力。基于转子磁场定向的永磁同步电机解耦模型和变结构控制理论，设计传统滑模观测器算法并进行仿真，证明传统

5、滑模观测器算法可行、但存在抖振现象，与电机参数敏感性等问题。针对其存在问题，设计改进的自适应滑模观测器算法，选择合适的自适应参数，来抑制抖振现象和降低对电机参数敏感度，经过仿真及实验表明自适应滑模观测器具有有效性。传统滑模观测器的控制方法无法辨识电机的初始位置，低速下观测效果不佳。因此设计基于软件锁相环的转子位置估计和饱和滑动模态函数方法，同时结合I/F启动和滑模观测器闭环平滑切换策略，仿真结果表明，电机抖振现象得到了明显的抑制，转子位置和速度估算精度都得到了显著提升，使电机能在额定转速以下宽范围平稳运行

6、，具有优良的动静态性能、抗负载扰动能力。本文在永磁同步电机实验控制平台上，采用德州仪器公司的DSP芯片（型号TMS320F28335），设计和编写自适应和改进滑模观测算法程序，并最终实现了无传感器下的电机矢量控制。实验实现了面装式三相永磁同步电机驱动系统空载和带载下的宽调速范围平稳运行，证明了改进算法的优越性，具有实用价值。关键词：无位置传感器；滑模观测器；I/F启动；永磁同步电机-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractGeneralsensor-basedpermanentmagnetsyn

7、chronousmotorcontrolmethodscannolongermeettheneedsoflifeproductionapplications.Howtocontrolthepermanentmagnetsynchronousmotorsmoothlyundersensorlessconditionshasbecomearesearchdirectionforscholarsandtechnicians.Inthispaper,thefollowingresearchisconductedf

8、orspeedsensorlesscontrolbasedonadaptiveandimprovedslidingmodeobservationalgorithm:Thebasicwavemathematicalmodelofthesurface-mountedthree-phasepermanentmagnetsynchronousmotorisestablishedinthenaturalcoordinatesystema