本文選題：永磁同步電機(jī) + 無(wú)位置傳感器��； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：永磁同步電機(jī)高功率密度和高效率的特性在很多場(chǎng)合得到了廣泛應(yīng)用，針對(duì)永磁同步電機(jī)的通用變頻器通常需要有無(wú)傳感器控制功能，并且要求對(duì)不同電機(jī)具有較好的通用性，此外研究在啟動(dòng)階段對(duì)永磁同步電機(jī)進(jìn)行靜止參數(shù)自學(xué)習(xí)算法對(duì)于控制器參數(shù)整定和觀測(cè)器設(shè)計(jì)有著重要意義。 首先研究了一種僅通過(guò)通用變頻器無(wú)需要額外設(shè)備的永磁同步電機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)下參數(shù)辨識(shí)方法。該方法采用初始位置辨識(shí)之后再相應(yīng)地采用輔助信號(hào)注入，辨識(shí)電機(jī)定子電阻和直交軸電感。定子電阻辨識(shí)過(guò)程采用線性回歸方法抑制逆變器非線性產(chǎn)生的負(fù)面影響，而電感辨識(shí)則采用高頻信號(hào)注入的方式，并建立辨識(shí)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型作了詳細(xì)的誤差分析，同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的有效性。最后根據(jù)所提出的數(shù)學(xué)模型分別通過(guò)模型直接補(bǔ)償和自適應(yīng)補(bǔ)償?shù)姆绞�，減小電感參數(shù)辨識(shí)的誤差。 為了實(shí)現(xiàn)永磁電機(jī)低速無(wú)傳感器控制，研究了一種基于高頻方波信號(hào)注入的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置觀測(cè)方法。與傳統(tǒng)高頻正弦注入方法相比，該方法在相同的載波頻率下，可以實(shí)現(xiàn)更高的注入信號(hào)頻率，從而能夠拓展速度環(huán)的帶寬，并且能夠適用于大功率低載波頻率的控制系統(tǒng)中。對(duì)簡(jiǎn)化信號(hào)處理方法進(jìn)行了研究，，使得在無(wú)需同步坐標(biāo)變換的情況下，通過(guò)提取兩相靜止坐標(biāo)系下的電流信息，再結(jié)合正交鎖相環(huán)便能夠提取出轉(zhuǎn)子位置角的信息，該方法降低了計(jì)算量并且更容易工程實(shí)現(xiàn)。同時(shí)根據(jù)電機(jī)的機(jī)械模型設(shè)計(jì)了魯棒位置跟蹤器，提高了算法的抗擾動(dòng)性能，并提出相應(yīng)的參數(shù)設(shè)計(jì)思路。 最后，在基于ARM的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了所研究的控制策略，分別對(duì)靜止參數(shù)辨識(shí)和高頻方波注入無(wú)傳感器算法進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)分析和研究。參數(shù)辨識(shí)的結(jié)果與儀器測(cè)試結(jié)果做了比較，具有較高的辨識(shí)精度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也驗(yàn)證了所研究的高頻方波信號(hào)注入無(wú)傳感器控制算法有著較好的精度和控制性能。
[Abstract]:The characteristics of high power density and high efficiency of permanent magnet synchronous motor (PMSM) have been widely used in many situations.In addition, it is very important to study the static parameter self-learning algorithm for PMSM in the starting stage for controller parameter tuning and observer design.In this paper, a parameter identification method for permanent magnet synchronous motor (PMSM) in static state is studied.In this method, the stator resistance and the direct axis inductance of the motor are identified by the initial position identification and the corresponding auxiliary signal injection.In the process of stator resistance identification, a linear regression method is used to suppress the negative influence of inverter nonlinearity, while the inductance identification adopts the method of high frequency signal injection, and the mathematical model of the identification system is established to analyze the error in detail.At the same time, the validity of the model is verified by experiments.Finally, according to the proposed mathematical model, the error of inductance parameter identification is reduced by direct compensation and adaptive compensation, respectively.In order to realize the low speed sensorless control of permanent magnet motor, a method of rotor position observation based on high frequency square wave signal injection is studied.Compared with the traditional high frequency sinusoidal injection method, the proposed method can achieve a higher injection signal frequency at the same carrier frequency, which can expand the bandwidth of the speed loop and can be applied to the control system with high power and low carrier frequency.The simplified signal processing method is studied, so that the information of rotor position angle can be extracted by extracting current information in two-phase stationary coordinate system without synchronous coordinate transformation and combining with orthogonal phase-locked loop.This method reduces the computational cost and is easier to implement in engineering.At the same time, the robust position tracker is designed according to the mechanical model of the motor, which improves the anti-disturbance performance of the algorithm, and puts forward the corresponding parameter design idea.Finally, the proposed control strategy is implemented on the experimental platform based on ARM. The static parameter identification and high-frequency square-wave injection sensorless algorithm are analyzed and studied in detail.The result of parameter identification is compared with the result of instrument test.The experimental results also show that the proposed high frequency square-wave signal injection sensorless control algorithm has good accuracy and control performance.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM341

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1734030