【摘要】：伴隨技術的革新、新材料的應用和控制技術的進步,永磁同步電機驅動系統正逐漸成為目前傳動領域發(fā)展的主流。故障診斷和容錯控制技術能夠提高驅動系統的可靠性,近年來已成為研究熱點。針對驅動系統中的位置傳感器故障,采用基于模型的故障診斷方法進行故障診斷,并通過位置觀測器在故障后對電機進行控制。針對電流傳感器故障,采用基于坐標變換法對異常相進行檢測和定位,并結合電流觀測器完成故障后的電機控制。針對復合傳感器故障,采用單電流無位置傳感器矢量控制方法進行控制。本文針對永磁電機驅動系統位置和電流傳感器故障診斷及容錯控制問題進行研究。首先,分析位置傳感器常見的幾種故障,通過近似處理對位置傳感器的故障進行分類,并根據不同的故障特征分別對幾種位置傳感器故障進行建模,在此基礎上分析位置傳感器檢測值異常引起電機運行性能的變化。分析電流傳感器常見的幾種故障類型,由近似處理對這些故障進行分類和建模,分析電流傳感器故障對電機運行性能的影響。并進行兩種傳感器故障對驅動系統運行影響的仿真分析及驗證。然后,研究基于滑�？刂评碚摰奈恢糜^測器,以實現對位置傳感器故障后的診斷以及容錯控制。根據滑�？刂评碚撛O計全階滑模觀測器,并采用飽和函數替代傳統滑模觀測器中的開關函數,通過鎖相環(huán)結構來實現位置信息的提取。采用基于模型的故障診斷方法,設計故障診斷方案,在位置傳感器發(fā)生故障時輸出故障標志。根據故障標志來選取容錯控制信號,確保電機在位置傳感器發(fā)生故障后能夠穩(wěn)定運行。接著,研究基于模型的電流重構方法,以完成對故障相電流的重構。采用基于坐標變換的故障診斷方法,進行故障診斷,并構建全階電流觀測器,確保故障后電機穩(wěn)定運行。當位置和電流傳感器均發(fā)生故障時,采用單電流無位置傳感器矢量控制方法,在復合傳感器故障時對電機進行控制。分別設計電流傳感器與復合傳感器容錯控制策略,由故障標志選取用于電機控制的電流與位置信息,完成永磁電機驅動系統的容錯控制。在仿真驗證的基礎上,實現了數字控制算法,并在基于ARM芯片的1.0k W永磁同步電機對拖加載實驗平臺進行實驗,驗證了所研究的控制方法。
【圖文】：

基于坐標變換的故障診斷方法，設計了基于滑模控制理論的電流觀位置與電流信息的復合觀測器。分別研究了電流傳感器故障的容錯合傳感器故障的容錯控制方法。本章將驗證以上提到的相關控制策加載實驗平臺進行實驗驗證。磁同步電機實驗平臺 1.0kW 永磁同步電機對拖加載實驗平臺上展開實驗，驗證傳感器故錯控制方法。實驗平臺參數如表 5-1 所示，實驗平臺如圖 5-1 所示，電機同軸連接。通過 STM32F103VBARM 實現控制算法，對永磁同制。表 5-1 永磁同步電機參數參數類型 數值 參數類型 數值額定功率 1.0kW d 軸電感 7.9mH額定電壓 220V q 軸電感 11.7mH額定轉速 3000r/min 定子電阻 1.48Ω極對數 3 轉子磁鏈 0.374Wb
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM341

【參考文獻】

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2 何敏欣;熊會元;程帆;劉忠途;;基于擴展卡爾曼濾波的PMSM矢量控制電流觀測器設計[J];電腦知識與技術;2015年09期

3 吳楠;李尚盛;查曉明;;改進的同步電機阻尼繞組電流觀測器[J];電力系統保護與控制;2015年01期

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本文編號：2699345