發(fā)布時間：2018-04-16 04:01

  本文選題：永磁同步電機(jī) + 無速度傳感器��； 參考：《北京理工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：永磁同步電機(jī)具有體積小、慣量小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，在各領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。目前在永磁同步電機(jī)的各種控制算法中，使用最多的是矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制，而這兩種控制方式都需要轉(zhuǎn)子位置，但轉(zhuǎn)子位置傳感器的采用限制了系統(tǒng)使用范圍。當(dāng)前永磁同步電機(jī)無速度傳感器控制策略主要分為適用于高速的反電動勢估計方法和適用于低速的轉(zhuǎn)子凸極追蹤方法。在凸極追蹤的各種方法中，高頻旋轉(zhuǎn)電壓注入法應(yīng)用較為廣泛，通過注入高頻旋轉(zhuǎn)電壓矢量，對高頻電流處理后得到轉(zhuǎn)子估計位置。 本文首先分析了永磁同步電機(jī)在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，并在MATLAB/Simulink平臺進(jìn)行建模，在研究傳統(tǒng)的SVPWM調(diào)制方法的基礎(chǔ)上，對改進(jìn)的SVPWM快速實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行分析，并給出其數(shù)字實(shí)現(xiàn)形式。以搭建的永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，通過MATLAB/Simulink對矢量控制進(jìn)行仿真，并在實(shí)驗平臺進(jìn)行矢量控制實(shí)驗。 根據(jù)建立的永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型，分析在高頻旋轉(zhuǎn)電壓注入法下的電流響應(yīng)，通過對電流的提取分析，研究了基于直接計算法的永磁同步電機(jī)初始位置檢測，并分析影響轉(zhuǎn)子位置估計精度的因素，根據(jù)分析提出采用同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系濾波器對轉(zhuǎn)子初始位置估計方法進(jìn)行改進(jìn)。分析低速時矢量控制產(chǎn)生的電流基波分量對高頻旋轉(zhuǎn)電壓注入法的影響，并研究了采用外差法進(jìn)行轉(zhuǎn)子位置估計誤差的提取方法，并通過構(gòu)建龍伯格觀測器進(jìn)行轉(zhuǎn)子位置估計。 根據(jù)搭建的仿真平臺，，對高頻旋轉(zhuǎn)電壓注入法下永磁同步電機(jī)初始位置進(jìn)行仿真，將傳統(tǒng)直接計算法和本文提出的改進(jìn)的轉(zhuǎn)子初始位置估計方法進(jìn)行對比實(shí)驗，驗證了所提出的改進(jìn)方案的有效性和正確性。對低速時高頻旋轉(zhuǎn)電壓注入時轉(zhuǎn)子位置估計進(jìn)行仿真，通過外差法提取龍伯格觀測器轉(zhuǎn)子位置觀測誤差，得到最終轉(zhuǎn)子估計位置，驗證了低速時所研究方法的有效性和可行性。 最后以FreeScale的DSP56F8346為控制核心，搭建了永磁同步電機(jī)無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)硬件平臺，編寫軟件算法，對理論方案進(jìn)行實(shí)驗驗證，證明了本文所研究方案的可行性和有效性，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對轉(zhuǎn)子位置在零速和低速時的估計。
[Abstract]:Permanent magnet synchronous motor (PMSM) has many advantages, such as small size, small inertia and light weight.At present, vector control and direct torque control are widely used in PMSM control algorithms, and both control methods need rotor position, but the rotor position sensor is used to limit the use of the system.The current speed sensorless control strategy of PMSM is mainly divided into high speed backEMF estimation method and low speed rotor salient tracking method.The high frequency rotation voltage injection method is widely used in the salient tracking methods. The rotor position estimation is obtained by injecting the high frequency rotation voltage vector to the high frequency current processing.In this paper, the mathematical models of PMSM in different coordinate systems are analyzed, and the model of PMSM is built on MATLAB/Simulink platform. Based on the research of traditional SVPWM modulation method, the improved SVPWM fast realization method is analyzed.The digital realization form is also given.Based on the mathematical model of permanent magnet synchronous motor (PMSM), the vector control is simulated by MATLAB/Simulink, and the vector control experiment is carried out on the experimental platform.According to the established mathematical model of permanent magnet synchronous motor, the current response under the high frequency rotating voltage injection method is analyzed. The detection of the initial position of the permanent magnet synchronous motor based on direct calculation method is studied through the extraction and analysis of the current.Based on the analysis of the factors that affect the accuracy of rotor position estimation, an improved method of rotor initial position estimation is proposed by using synchronous rotating coordinate system filter.This paper analyzes the effect of the current fundamental component generated by vector control on the high frequency rotation voltage injection method, and studies the method of extracting rotor position estimation error by using the heterodyne method. The rotor position estimation is carried out by constructing a Runberg observer.According to the simulation platform, the initial position of permanent magnet synchronous motor (PMSM) under high frequency rotating voltage injection method is simulated. The traditional direct calculation method and the improved rotor initial position estimation method proposed in this paper are compared with each other.The validity and correctness of the proposed scheme are verified.The rotor position estimation with high frequency rotation voltage injection at low speed is simulated. The rotor position observation error of the Runberg observer is extracted by the heterodyne method, and the final rotor position estimation is obtained. The validity and feasibility of the proposed method at low speed are verified.Finally, with the DSP56F8346 of FreeScale as the control core, the hardware platform of the speed sensorless vector control system of PMSM is built, the software algorithm is compiled, and the theoretical scheme is verified by experiment, which proves the feasibility and effectiveness of the scheme studied in this paper.The system realizes the estimation of rotor position at zero speed and low speed.
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM341

【共引文獻(xiàn)】

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4 ;A Novel Dead-time Compensation in Vector Controlled PMSM System[A];中國自動化學(xué)會控制理論專業(yè)委員會B卷[C];2011年

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本文編號：1757184