【摘要】：永磁同步電機(PMSM)因效率高、體積小、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點在工業(yè)領(lǐng)域扮演重要的角色。電機控制系統(tǒng)一般需要知道轉(zhuǎn)子的位置,而安裝位置傳感器會增加電機的成本,也限制了電機在高溫、濕度大等場合下的應(yīng)用。為了解決這些問題,永磁同步電機的無位置傳感器技術(shù)被廣泛關(guān)注。本文以內(nèi)埋式PMSM為研究對象,對高頻脈振電壓注入控制算法展開研究,并提出改進的算法,在低速和零速下實現(xiàn)了對永磁同步電機的轉(zhuǎn)子位置跟蹤。本文建立PMSM的數(shù)學(xué)模型,闡述了高頻脈振電壓注入法的基本原理,利用電機的飽和凸極效應(yīng),對估算角度進行補償,實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的初始位置檢測。對高頻脈振電壓注入法進行參數(shù)設(shè)計,包括濾波器的設(shè)計、位置跟蹤觀測器的選擇以及高頻注入信號頻率和幅值的選擇。研究不同載波比的情況下,高頻脈振電壓注入法對轉(zhuǎn)速的跟蹤效果,在一定范圍內(nèi),增大載波比能提高控制系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。在電機參數(shù)變化時應(yīng)用高頻注入算法,驗證了該算法不依賴電機參數(shù),有很強的魯棒性。同時,針對傳統(tǒng)算法中帶通濾波器對控制系統(tǒng)帶來的影響,本文提出了新的改進算法,對檢測的電流信號采用快速傅里葉變換(FFT)的分析方法,直接提取包含轉(zhuǎn)子位置誤差的信息,減少了帶通濾波器和低通濾波器的使用。在MATLAB/Simulink環(huán)境下對傳統(tǒng)算法和改進后的算法進行仿真對比實驗,驗證了改進算法有更好的控制性能。最后在基于TMS320F28335搭建的PMSM物理實驗平臺上對本文所提的改進高頻脈振電壓注入法進行實驗,結(jié)果驗證了本文內(nèi)容的準確性,改進的算法使無位置傳感器控制系統(tǒng)有很好的穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM341;TP212

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