基于无速度传感器永磁同步电机矢量控制策略研究

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1、硕士学位论文基于无速度传感器永磁同步电机矢量控制策略研究PMSMVECTORCONTROLBASEDONSPEEDSENSORLESS作者：吕科东导师：赵振民教授黑龙江科技学院二○一一年五月学位论文使用授权声明本人完全了解黑龙江科技学院有关保留、使用学位论文的规定，同意本人所撰写的学位论文的使用授权按照学校的管理规定处理：作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者须授权所在学校拥有学位论文的部分使用权，即：①学校档案室和图书馆有权保留学位论文的纸质版和电子版，可以使用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；②为教学和科研目的，学校档案室和图书馆可以将公开的学位论文作为资料在

2、档案室、图书馆等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。另外，根据有关法规，同意中国国家图书馆保存研究生学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，论文的公布（包括刊登）授权黑龙江科技学院研究生学院办理。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）。作者签名：吕科东导师签名：赵振民2011年6月12日2011年6月12日中图分类号：TM571.6学校代码：10219UDC：621.3密级：公开黑龙江科技学院硕士学位论文基于无速度传感器永磁同步电机矢量控制策略研究PMSMVECTORCONTROLBASEDONSPEEDSENSORLESS作者吕科东导师赵振民申请学位工学硕士培养单位

3、电气与信息工程学院学科专业电力电子与电力传动研究方向电力电子技术答辩委员会主席阳昌汉评阅人杨庆江二○一一年五月论文审阅认定书研究生吕科东在规定的修业年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程和其他培养环节的学习，成绩合格；在我的指导下独立完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签名：赵振民2011年6月12日致谢本论文是在赵振民教授的悉心指导下完成的，赵老师以其严谨的治学态度、广博的知识、富有逻辑的思维、对科学发展前沿的敏锐洞察力、以及平易近人的风范都深深的影响了我，使我在

4、学术和做人方面都收益非浅。在攻读硕士学位期间，导师对我不倦教诲，真诚的帮助和良好学习实验条件的创造，保证了我顺利的完成学业和研究工作，在此，对导师三年来辛勤的培育和无私的关怀表示由衷的敬意和深深的谢意。感谢2008级电力电子全体硕士研究生同学，感谢这个温暖的大家庭给予我的关怀和帮助。感谢黑龙江科技学院给我提供了良好的学习条件和学习环境，使我能够在这里顺利的完成我硕士研究生阶段的学习。感谢给予引用权和转载权的文献、资料、研究思想等的所有者。最后，再一次向所有关心我、鼓励我、帮助过我的所有老师、同学、家人、朋友表示衷心的感谢！摘要随着永磁同步电机在工农业生产中的广泛应用，对交流永磁同步

5、电机伺服系统的新的算法的研究具有十分巨大的理论意义和实际的经济价值。因此，文中采用TI公司生产的电机控制专用数字信号处理器(DSP)芯片TMS320F2812作为核心处理器，设计开发了基于无速度传感器永磁同步电机矢量控制系统，并对控制算法进行了MATLAB仿真，对整个系统的软硬件进行了调试。首先，介绍了本文的研究背景和发展状况，然后分析了永磁同步电机的数学模型、结合矢量控制理论和空间矢量调制算法（SVPWM），并在此基础上提出了转子速度的估算方法，讨论了永磁同步电机无速度传感器矢量控制伺服系统方案，给出系统控制结构框图。其次，在转子速度估算算法做了详细地理论阐述基础上，对传统滑模速

6、度观测器进行了改进，并提出了双曲正切函数环节的滑模观测器，并从理论证明和MATLAB/simulink仿真两方面证明了方法的有效性。针对滑模算法“抖动”的问题，设计了基于模糊控制和滑模控制相结合的方式估算电机转子速度，仿真表明该方法具有精度高，收敛性好的优点。再次，设计了基于TMS320F2812处理器的了整个控制系统。硬件模块主要包括：IPM驱动电路、DSP电源电路、系统故障保护电路、电流电压检测电路等组成。软件模块主要包括：坐标变换、空间矢量脉宽调制、电流采样、转子转速及位置观测、速度环PI控制和电流环PI控制等。最后，基于CCS3.3开发平台编程了转子速度估计以及速度环和电流

7、环控制的矢量控制算法，实验结果表明，改算法可以实现电机的速度稳定跟踪控制，可以实现平滑调速，降低力矩波动，稳速跟踪性能好，验证了该方法的可行性。该论文有图30幅，表3个，参考文献51篇。关键词：PMSM；矢量控制；SVPWM；滑膜观测器；无速度传感器IAbstractAlongwiththepermanentmagnetsynchronousmotoriswidelyapplicatedinindustrialandagriculturalproduction.Stu