永磁同步電機(jī)的變頻驅(qū)動廣泛運(yùn)用于工業(yè)運(yùn)動控制的各個領(lǐng)域。而在永磁同步電機(jī)變頻驅(qū)動系統(tǒng)中,由于位置編碼器的安裝,不僅增加了生產(chǎn)的成本,增大了電機(jī)的體積,還可能使電機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低。因此,無位置控制策略對電機(jī)變頻驅(qū)動具有重大意義。如果無位置控制算法的估算精度不夠高,那么系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)良好的控制性能,甚至影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了提升電機(jī)矢量系統(tǒng)的性能,本文以永磁同步電機(jī)無位置傳感器系統(tǒng)作為分析對象,對估算算法的性能和電機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性相關(guān)問題進(jìn)行了研究。本文搭建了同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,建立了基于擴(kuò)展反電動勢模型的二階滑模觀測器和全階滑模觀測器轉(zhuǎn)子位置、速度估算方案,比較了兩種滑模觀測器的控制性能。分析了滑模觀測器開關(guān)函數(shù)對系統(tǒng)控制性能的影響,用曲線函數(shù)代替符號函數(shù)成為滑模觀測器的開關(guān)函數(shù)減小估算轉(zhuǎn)速和估算位置的抖動,提升系統(tǒng)的控制性能。研究了死區(qū)效應(yīng)對電機(jī)控制系統(tǒng)的影響,通過對系統(tǒng)進(jìn)行死區(qū)補(bǔ)償來減小轉(zhuǎn)子估算位置的振動,提升系統(tǒng)的控制精度。最后對死區(qū)補(bǔ)償后的觀測器的輸出反電動勢進(jìn)行濾波,濾除反電動勢中存在的高次諧波,進(jìn)一步減小轉(zhuǎn)子估算位置的振動。并在Matlab/Simulink軟件下搭建電機(jī)無位置傳感器控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺,驗(yàn)證一系列滑模觀測器控制精度提升的正確性和有效性。最后在理論分析的基礎(chǔ)上搭建了永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制系統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)平臺。并在該平臺上進(jìn)行了大量的調(diào)試驗(yàn)證工作以證明本文中所分析內(nèi)容的準(zhǔn)確性。系統(tǒng)度估算精度得到了提升,無位置矢量控制系統(tǒng)控制性能良好。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM341;TP212
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 無位置控制策略研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容
2 無位置控制系統(tǒng)及性能研究
    2.1 永磁同步電機(jī)控制模型
    2.2 轉(zhuǎn)子位置及速度觀測方案設(shè)計
    2.3 觀測器估算精度提升方法研究
    2.4 無位置控制系統(tǒng)仿真結(jié)果與分析
    2.5 本章小結(jié)
3 死區(qū)效應(yīng)對無位置控制系統(tǒng)性能的影響
    3.1 死區(qū)效應(yīng)產(chǎn)生原因
    3.2 死區(qū)效應(yīng)對無位置傳感器矢量系統(tǒng)的影響
    3.4 無位置控制系統(tǒng)死區(qū)補(bǔ)償后仿真結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
4 無位置傳感器控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
    4.1 PMSM無位置傳感器實(shí)驗(yàn)平臺
    4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    4.3 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 全文工作內(nèi)容總結(jié)
    5.2 對課題研究內(nèi)容的展望
致謝
參考文獻(xiàn)

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本文編號：2861499