基于改进滑模观测器的SPMSM无位置传感器技术研究.pdf

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1、硕士学位论文基于改进滑模观测器的SPMSM无位置传感器技术研究IMPROVEDSLIDINGMODEOBSERVERBASEDPOSITIONSENSORLESSTECHNIQUESOFSURFACEPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMOTOR安琦哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TM351.学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文基于改进滑模观测器的SPMSM无位置传感器技术研究硕士研究生：安琦导师：安群涛副教授申请学位：工程硕士学科：

2、电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:351U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringIMPROVEDSLIDINGMODEOBSERVERBASEDPOSITIONSENSORLESSTECHNIQUESOFSURFACEPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMOTORCandidate：QiAnSupervisor：Asso.Pro

3、f.QuntaoAnAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要永磁同步电机由于其高功率密度

4、、高可靠性和低损耗等特点，在电力传动、电动汽车、数控机床和航空航天等各种功率场合得到了广泛的研究与应用。无位置传感器控制能够避免机械式位置传感器易受周围环境干扰等问题，实现传动系统的低成本和高性能控制。因此，本文以表贴式永磁同步电机为研究对象，对基于改进滑模观测器的中高速无位置传感器技术进行研究。研究一种基于复系数滤波器的改进滑模观测器。分析传统滑模观测器中存在的问题，利用复系数滤波器在中心频率处无相位延迟和幅值衰减的特点，代替传统滑模观测器中的低通滤波器，在抑制抖振的同时避免了相位滞后和幅值衰减

5、问题。通过将复系数滤波器提取的观测反电势信息引入观测器状态方程，有效减小了滑模增益系数，进一步削弱系统抖振。采用归一化锁相环和反正切复合的转子位置和转速求取方式，减小转速动态变化过程中的角度观测误差，提高观测精度。研究一种基于准比例谐振控制器的自适应观测器实现较低载波比下的无位置传感器控制。针对较低载波比下改进滑模观测器观测精度差，从频域角度出发，根据内模原理，采用准比例谐振控制器代替符号函数，通过准比例谐振控制器在谐振频率处的高增益特性使观测器稳态误差趋于零，同时滤除系统状态变量以及观测反电势信

6、号中的其它次谐波，减小抖振，提高较低载波比下的无位置控制性能。并进一步给出了自适应观测器的稳定性分析和参数设计方法。最后，搭建以测功机为负载的3kW永磁同步电机实验平台。在上述理论分析和仿真验证的基础上，通过实验验证了所提的改进滑模观测器和自适应观测器方法的正确性。关键词：永磁同步电机；无位置传感器技术；滑模观测器；复系数滤波器；自适应观测器-I–哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractPermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)hasbeenwidelyuse

7、dinvariouspowerlevelapplicationssuchascommonservosystems,electricvehicles,CNCmachinetools,AeronauticsandAstronauticsduetoitshighpowerdensity,highreliabilityandlowloss.Thepositionsensorlesscontroltechniquescanavoidtheproblemofthemechanicalpositionsenso

8、reasilydisturbedbythesurroundingenvironmentandrealizethelowcostandhighcontrolaccuracyofthePMSMdrivesystem.Therefore,thispaperfocusesonthepositionsensorlesstechniquesofSurfacePMSM(SPMSM)basedonanimprovedslidingmodeobserver(SMO).Inordertosolveth