發(fā)布時間：2017-12-02 06:02

  本文關(guān)鍵詞：無位置傳感器永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)的研究

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【摘要】：永磁同步電動機因其結(jié)構(gòu)簡單、功率密度高、運行可靠、便于維護等諸多優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)中。高精度的永磁同步電動機控制系統(tǒng)依賴轉(zhuǎn)子永磁體的實時位置信息,無位置傳感器控制技術(shù)具備提高系統(tǒng)可靠性、降低系統(tǒng)成本等顯著優(yōu)勢,具有重要的研究價值。在研讀國內(nèi)外大量文獻基礎(chǔ)上,綜述永磁同步電動機控制系統(tǒng)與無位置傳感器控制技術(shù)的分類與發(fā)展趨勢。以三相靜止坐標系下建立的永磁同步電動機數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),通過坐標變換與轉(zhuǎn)子磁鏈定向,推導(dǎo)了dq0坐標系下的數(shù)學(xué)模型并建立了永磁同步電動機id=0矢量控制系統(tǒng),并對該控制系統(tǒng)的簡化數(shù)學(xué)模型、基本理論與實現(xiàn)方式做了詳細闡述。以滑模變結(jié)構(gòu)基本理論為基礎(chǔ),推導(dǎo)了永磁同步電動機在αβ0坐標系下的數(shù)學(xué)模型,論述了傳統(tǒng)滑模觀測器的設(shè)計方法并指出其不足與局限,進而從抗飽和函數(shù)代替符號函數(shù)、建立反電動勢觀測器、采用鎖相環(huán)位置跟蹤算法三個方面對傳統(tǒng)的滑模觀測器進行改進,并結(jié)合起動與切換過程中出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速降落、電流振蕩等問題,提出變參數(shù)起動切換策略。在Matlab環(huán)境下建立無位置傳感器永磁同步電動機id=0矢量控制系統(tǒng)仿真模型,并進行了仿真分析。仿真結(jié)果表明,改進的滑模觀測器能顯著降低系統(tǒng)抖振,同時,通過配置合理的調(diào)節(jié)器參數(shù),整個控制系統(tǒng)在高速條件下具有良好的動態(tài)調(diào)速性能與負載抗沖擊能力。最終以DSP系列中TMS320F28335為主控芯片研制控制器,詳細介紹了控制器主要的硬件設(shè)計原理與軟件程序結(jié)構(gòu),并以該控制器為核心,在實驗平臺上進行了中低速的實驗驗證。通過先后進行起動實驗、滑模觀測器實驗、穩(wěn)態(tài)實驗負載沖擊實驗以及動態(tài)調(diào)速實驗,并對實驗結(jié)果做詳細分析。實驗結(jié)果表明,電機起動可靠、改進的觀測器估算位置信息準確、調(diào)速性能優(yōu)良、抗負載沖擊能力強,驗證所提出的無位置傳感器永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)的有效性與可行性。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM341

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