永磁同步电机无位置传感器控制系统的设计与实现

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1、fi�nSOOCHOWUNIVERSITY硕士专业学位论文论文题目永磁同步电机无位置传感器控制系统的设计与实现研究生姓名王敬驰指导教师姓名王富东专业名称控制工程研究方向工业自动化论文提交日期2015年5月睿永磁同步电机无位置传感器控制系统的设计与实现永磁同步电机无位置传感器控制系统的设计与实现永磁同步电机无位置传感器控制系统的设计与实现永磁同步电机无位置传感器控制系统的设计与实现摘要在永磁同步电机控制系统中，转子的位置信息和转速信息是实现矢量控制的必要反馈量，使用无位置传感器控制算法代替机械式位置传感器获取上述信息,不但可以降低系统的成本，提高系统控制的稳定

2、性，而且可以拓宽永磁同步电机的应用范围。本课题以表面张贴式永磁同步电机为研究对象，对永磁同步电机无位置传感器控制系统进行了研究，最终实现了永磁同步电机无位置传感器运行。首先选择永磁同步电机在两相旋转(d-q)坐标系下的数学模型为分析对象，构建了基于??=0控制策略的永磁同步电机矢量控制双闭环系统。然后，完成了滑模观测器的设计，构建了基于滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制系统，并在MATLAB软件中搭建了控制系统的仿真模型，通过仿真实验验证了系统的可行性。在此基础上，搭建了以TMS320F2812为主控芯片的永磁同步电机控制平台，给出了包括IPM智能功率

3、模块、电流采样电路、直流母线电压采样电路、片外ADC模块以及保护电路等电路模块在内的系统硬件电路设计方案。接着，分析了空间矢量脉宽调制技术的软件实现过程，同时制定了包括转子初始位置设置、滑模观测器估算转子位置、转子转速计算以及PI调节器在内的无位置传感器软件环节的控制策略，完成了控制系统的软件设计。最后，在搭建好的永磁同步电机无位置传感器控制系统实验平台上完成了多组控制实验，通过对实验图像的采集与分析，验证了控制系统的功能及其良好的控制性能。关键词：永磁同步电机；矢量控制；无位置传感器控制算法；滑模观测器作者：王敬驰指导教师：王富东I永磁同步电机无位置传感器

4、控制系统的设计与实现DesignandImplementationofSensorlessPermanentMagnetSynchronousMotorControlSystemAbstractInthePMSM(PermanentMagnetSynchronousMotor)controlsystem,thesufficientinformationofrotorpositionandspeedisnecessaryforvectorcontrol.Usingsensorlesscontrolalgorithminsteadofthemechanicalp

5、ositionsensorstoobtaintheinformationabove,cannotonlyreducecostsandimprovethesystemstability,butalsowidentheapplicationfieldsofPMSM.Inthisproject,thesurfacemountPMSMisselectedforstudyofthesensorlesscontrolsystemmodelofPMSM.Asaresult,thesensorlesscontrolsystemofPMSMisprovedworkingper

6、fectly.Firstinthisproject,themathematicalmodelofPMSMisbuiltinatwo-phasesynchronousrotatingcoordinatesystem,andadoubleclosed-loopcontrolsystemmodelisdesignedbasedonthe??=0vectorcontrolstrategy.Then,aslidingmodeobserverisusedinordertobuildasensorlesscontrolsystemmodelofPMSM,andasimul

7、ationmodelisalsotakenintoconsiderationwiththeMATLAB/Simulinksoftware.Thesimulationexperimentsvalidatethefeasibilityofthecontrolsystem.Basedonthetheoreticalanalysisandthesimulationresults,anexperimentalplatformisbuiltwiththeTMS320F2812asthecorecontroller,andthehardwarecircuit,includ

8、ingtheintelligentpowermodu