本文選題：永磁同步電機(jī) + 矢量控制�。� 參考：《西安科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：永磁同步電機(jī)(Permanent Magnet Synchronous Motor,簡(jiǎn)稱(chēng)PMSM)的轉(zhuǎn)子用永磁體代替了電勵(lì)磁繞組,這樣結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單、體積變小、加之省去勵(lì)磁繞組可以減少勵(lì)磁損耗等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的伺服系統(tǒng)中。在高性能的電機(jī)應(yīng)用中需要進(jìn)行閉環(huán)控制,這就需要獲取轉(zhuǎn)子的位置,一般是通過(guò)傳感器來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置,但是通過(guò)傳感器獲取轉(zhuǎn)子位置的過(guò)程中存在很多問(wèn)題,其主要的問(wèn)題是安裝了傳感器使得控制器與傳感器之間的連線增多、控制系統(tǒng)的抗干擾能力下降、整個(gè)控制系統(tǒng)的成本增加、電機(jī)的體積變大,因此無(wú)位置傳感器控制技術(shù)的研究就顯得非常重要。首先,介紹了選題背景和意義、目前永磁同步電機(jī)矢量控制電流模式中常用的方法,在此基礎(chǔ)上介紹了無(wú)位置傳感器控制技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,常用的無(wú)位置傳感器控制方法作了分析,綜合比較之后選擇了對(duì)控制數(shù)學(xué)模型要求不高、抗干擾能力強(qiáng)、控制算法比較容易實(shí)現(xiàn)的滑模觀測(cè)器。其次,分析了永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型以及各種坐標(biāo)變換,深入研究了電壓空間矢量脈寬調(diào)制(Space Vector Pulse Width Modulation,簡(jiǎn)稱(chēng) SVPWM),并建立了永磁同步電機(jī)矢量控制仿真模型驗(yàn)證其算法的正確性。接著介紹了滑模變結(jié)構(gòu)的原理以及它的一些特性,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了滑模觀測(cè)器,使用滑模觀測(cè)器來(lái)估算轉(zhuǎn)子的位置和轉(zhuǎn)速并分析了其中存在抖振的原因,然后提出了對(duì)原有滑模觀測(cè)的優(yōu)化,使用飽和函數(shù)sat替換符號(hào)函數(shù)sign以及采用模糊控制增益取代原有的固定常數(shù)增益。利用Matlab/Simiulink搭建了滑模觀測(cè)器來(lái)估算轉(zhuǎn)子位置和速度的仿真模型,對(duì)比了優(yōu)化前后的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置估算效果,發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后估算的轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速更加接近電機(jī)實(shí)際運(yùn)行的情況。最后,設(shè)計(jì)了整個(gè)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的硬件電路和基于理論仿真分析的控制軟件,并在搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上面做了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。
[Abstract]:Permanent Magnet synchronous Motor (PMSM) rotor uses permanent magnet instead of electric excitation winding. Now it is widely used in servo system of various industries. In the application of high performance motor, closed-loop control is needed, which requires the position of the rotor, which is usually detected by the sensor, but there are many problems in the process of obtaining the rotor position by the sensor. The main problem is that the installation of sensors increases the connection between the controller and the sensor, reduces the anti-interference ability of the control system, increases the cost of the whole control system, and increases the volume of the motor. Therefore, the research of position sensorless control technology is very important. Firstly, this paper introduces the background and significance of the topic, the current mode of PMSM vector control, and the research status of sensorless control technology at home and abroad. The commonly used sensorless control methods are analyzed. After comprehensive comparison, sliding mode observer with low requirement for control mathematical model, strong anti-interference ability and easy realization of control algorithm is selected. Secondly, the mathematical model and coordinate transformation of permanent magnet synchronous motor (PMSM) are analyzed, and the space vector pulse width modulation (SVPWM) is deeply studied, and the vector control simulation model of PMSM is established to verify the correctness of the algorithm. Then, the principle of sliding mode variable structure and some of its characteristics are introduced. Based on this, a sliding mode observer is designed. The rotor position and speed are estimated by sliding mode observer and the reason of buffeting is analyzed. Then, the optimization of the original sliding mode observation is proposed, the saturation function sat is used to replace the symbol function sign and the fuzzy control gain is used to replace the original fixed constant gain. A sliding mode observer is used to estimate rotor position and speed by Matlab / Simiulink. The results of rotor speed and rotor position estimation before and after optimization are compared. It is found that the estimated rotor position and speed are closer to the actual operation of the motor. Finally, the hardware circuit and control software based on theoretical simulation analysis of the whole control system experimental platform are designed, and the related experiments are made on the platform.
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM341;TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2099903