永磁同步电动机无位置传感器全分数阶滑模控制系统研究

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1、為；ｆ＾乂素Ｓｏｕ化ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ博±学位论文永磁同步电动机无位置传感器全分数阶渭■模控制系统研究作者姓名陈思溢学科专业控制理论与控制工程指导教师皮佑国教授所在学院自动化科学与工程学院论文提交日期２０１６年６月．？？＇．—＇＇ResearchonPMSMSensorlessControlSystemBasedonFullFractionalSlidingModeTheoryADissert

2、ationSubmittedfortheDegreeofDoctorofEngineeringCandidate：ChenSiyiSupervisor：Prof.PiYouguoSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：ＴＰ２７３学校代号：１０５６１学号；２０１１１０１０２３８１华南理工大学博±学位论文永磁同步电动机无位置传感器全分数阶滑模控制系统研究作者姓名：陈思溢指导教师姓名、职称：皮佑国教授申请学位级别：王学博±学科专业名称：控

3、制理论与控制工程研究方向：永磁同步电机无位豈传感器系统研究＂论文提交曰期年月曰论文答辩曰期：如／占年＾月曰７［学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月曰答辩委员会成员：主席；程摇波委员：毛宗源田联房黄道平巧佑国华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡。本人完全意识到本声明的献的个

4、人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明法律后果由本人承担。。，从：月曰作者签名：巧暖處曰期ｆ７学位论文版权使用授权书：本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可手Ｗ公布学位论文的全论部或部分内容，可Ｗ允许采用影印、缩印或其它复制段保存、汇编学位一文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。本学位论文属于

5、：□保密，在年解密后适用本授权书。议不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和盘与学校有共享协的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光版全）电子杂志社全文出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源＂总库》，传播学位论文的部或部分内容。舍（请在Ｗ上相应方框内打）如。〇ｎ作者签名：、曰期：！神巧部商馬蠢＾指化者导教联师签名：确日期：時巧７巧－料系由话：摘要永磁同步电机无位置传感器控制技术是近30年来运动控制领域中的研究热点，国内外学者就转子位置预测方法开展了大量卓有成效的研究并取得

6、了丰硕的成果，但这些研究成果却一直无法推向实际应用场合。本文在对永磁同步电机无位置传感器控制技术、分数阶控制和滑模变结构控制进行述评的基础上，凝练出本研究领域中亟待解决的科学问题：（1）启动问题是永磁同步电机无位置传感器控制技术研究的瓶颈。永磁同步电机无位置传感器控制系统中的转子位置信息由转子位置预测装置提供，系统据此配置定子磁场以实现与转子磁场的同步运行。所有预测技术都是根据电机的定子电流和电压预测转子位置，但电机处于静止状态时没有预测输入，也就不可能得到转子位置输出。只有将电机启动起来，才能实现对转子位置信息的预测。（

7、2）转子位置预测技术是永磁同步电机无位置传感器控制系统中的关键科学问题。合适的评价指标是衡量转子位置预测性能优劣的重要依据，目前已有的研究结论主要集中于分析预测准确度，而预测范围作为重要的评价指标却少有提及。因此，需要综合考虑多项评价指标，在此基础上利用新的理论和方法研究新的预测技术以达到有效提升转子位置预测性能的目的。（3）控制器的设计是各类控制系统均需解决的主要科学问题，利用各种先进控制理论解决实际控制应用问题以满足日益增长的控制需求是控制学的永恒目标和任务。本文围绕上述科学问题展开研究，主要创新性研究工作为：（1）在

8、对永磁同步电机的内部运行机理深入研究分析的基础上，提出他控与自控两种方式相结合的策略：电机转速较低时采用他控方式，配置电压矢量以实现电机的启动和恒加速升速；当电机升速至转子位置能被准确预测后，在恒速条件下由他控方式切换到自控方式，切换函数采用滞环函数以提高切换的容错率。恒速过程中采用功角闭环，以减少切换