基于改进型滑模观测器的PMSM无传感器控制策略研究

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1、中图分类号：ＴＰ２７３密级：公开ＵＤＣ：１６２．３学校代码：１００８２＿ｙ０ｆＨＣｔＳＣｌＥＨＥ巳ＥｌＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ〇ＦＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士学位论文基于改进型滑模观测器的ＰＭＳＭ无传感器控制策略研究论文作者：赵培迪指导教师－：张苏英教授副指导教师：刘慧贤副教授申请学位类别：工学硕士学科、领域：控制科学与工程所在单位：电气工程学院答辩日期：２０１８年０６月河北科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人

2、在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明ｒ本论。除文中己经注明引用的内容外文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名指导教师签名：年月曰月ｉｒ：ｊ河北科技大学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，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北科技大学可

3、以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检。索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文□保密，在＿年解密后适用本授权书。本学位论文属于保密。”（请在以上方框内打叫）学位论文作者签名：指导教师签名；■年月曰ｗＳ年■月曰￡Ｉ：才４ClassifiedIndex：TP273SecrecyRate：PublicizedUDC：621.3UniversityCode：10082HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertati

4、onfortheMasterDegreeResearchonSensorlessControlStrategyofPMSMbasedonanImprovedSlidingModeObserverCandidate：ZhaoPeidiSupervisor:Prof.ZhangSuyingAssociateSupervisor:Prof.LiuHuixianAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlscienceandEngineeringE

5、mployer：SchoolofElectricalEngineeringDateofOralExamination:June,2018摘要永磁同步电机由于具有结构简单、可靠性高等特点，在各种领域得到了广泛应用。随着电力电子技术和数字控制技术的发展，以及新型电机控制理论的逐步完善，永磁同步电机矢量控制的应用已经从高性能领域扩展至通用驱动及专用驱动场合。随着永磁同步电机应用领域越来越广，其应用环境受限的问题也日益凸显。众所周知，在家用电器应用领域中，作为空调制冷系统的心脏，压缩机的作用是循环制冷，并且制冷系统需要严密的封

6、装，机械式传感器在这种复杂的运行环境下极易受到损坏，这不仅影响系统的抗干扰性及可靠性，还会因此产生不必要的维修费用。目前，国内外专家不仅应用半导体技术提升了永磁同步电机处理复杂的任务的能力，对如何将驱动器与电机有机地结合在一起从而开发出更低成本、更高性能的控制系统也做了深入的研究。永磁同步电机高性能无速度传感器矢量控制成为近年来的研究热点。本文首先介绍了永磁同步电机以及无传感器矢量控制的国内外研究现状。然后对永磁同步电机的基本结构以及永磁同步电机矢量控制系统的基本理论进行了详细的阐述，并在Matlab/Simulink

7、的环境下对整个系统进行了模型的搭建及仿真。针对永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统的实现，本文引入了滑模变结构理论，利用电机电流的实际值与反馈值的误差设计滑模观测器，再利用携带转子位置信息的感应电动势来估算电机的转速和位置信息。本文将具有良好跟踪性能的锁相环技术应用在转子位置的估算中，仿真结果表明，应用锁相环技术后系统的抖振现象有了明显的削弱，观测精度有了明显提升。但由于滑模变结构自身非线性的特点，使得系统的观测结果带有明显的抖振现象，这严重影响了滑模观测器的观测精度，为了增强系统的鲁棒性，使系统获得更好的动态性能，针

8、对该问题，本文将分数阶微积分理论与锁相环进行了有效的融合。仿真结果表明，引入分数阶微积分理论后，系统的动态性能得到了明显的提升，并且系统的鲁棒性也明显增强。关键词永磁同步电机；矢量控制系统；滑模观测器；锁相环；分数阶IAbstractPermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)hasbeenwidel