本文關(guān)鍵詞：基于滑膜觀測器的船舶永磁推進電機矢量控制研究

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【摘要】：船舶永磁推進電機具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、效率高和運行可靠等優(yōu)點,在吊艙式電力推進系統(tǒng)中做為船舶推進電機得到廣泛應(yīng)用。吊艙式推進器工作于水下,溫度、濕度、振動、化學(xué)物質(zhì)及強電磁干擾等的影響,使機械傳感器的連接器、線纜及傳感器的組成器件受到干擾,破壞了傳感器的精確度,維護保養(yǎng)也不方便。因此,本課題將重點研究螺旋槳負載特性下基于滑模觀測器的船舶永磁推進電機無位置傳感器運行問題。研究內(nèi)容包括以下幾個方面：建立不同坐標系下船舶永磁同步電機數(shù)學(xué)模型,在其基礎(chǔ)上對PMSM矢量控制方法展開研究,分析坐標變換和空間矢量脈寬調(diào)制策略的原理及實現(xiàn)方法,比較id=0控制、功率因數(shù)等于1控制、恒磁鏈控制、最大轉(zhuǎn)矩／電流比控制、弱磁控制等多種控制策略的優(yōu)缺點,確定選用id=0控制方式作為本課題的控制策略。分析船舶螺旋槳負載特性,對螺旋槳參數(shù)進行擬合,建立螺旋槳負載特性數(shù)學(xué)模型,并在Simulink中搭建了螺旋槳負載特性下的永磁同步推進電機矢量控制仿真模型,對正車工況下加減速時電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、電流的響應(yīng)曲線進行分析,驗證模型的有效性。研究滑模變結(jié)構(gòu)的基本原理,得出滑模變結(jié)構(gòu)算法具有響應(yīng)速度快,魯棒性強的優(yōu)點,但由于狀態(tài)點在滑模面附近來回穿越,因此存在固有的抖振現(xiàn)象。將滑模變結(jié)構(gòu)理論引入永磁同步電機轉(zhuǎn)子位置估算算法中,構(gòu)建基于定子電流誤差的滑模觀測器,用于估算PMSM運轉(zhuǎn)過程中的轉(zhuǎn)子位置和速度。針對傳統(tǒng)滑模觀測器中開關(guān)函數(shù)的不連續(xù)特性造成估計值較大抖動,設(shè)計了一種將反電勢估算值反饋引入到定子電流觀測計算中的新型滑模觀測器轉(zhuǎn)子位置估算方法。最后,通過仿真實驗,驗證了本文設(shè)計的新型滑模觀測器,能夠較好的估算電機轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速,在轉(zhuǎn)速突變、負載轉(zhuǎn)矩突變、系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)變化的情況下響應(yīng)速度快,跟蹤效果明顯,具有良好的魯棒性。同時本文設(shè)計的滑模觀測器,能夠在低速狀態(tài)下較準確估算轉(zhuǎn)子位置和速度信息,相比傳統(tǒng)滑模觀測器具有明顯的優(yōu)點。
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U664.3

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本文編號：1201570