基于擴(kuò)展磁鏈觀測(cè)的永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器研究
發(fā)布時(shí)間:2022-10-05 16:35
永磁同步電機(jī)(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)擁有節(jié)能高效、可靠性強(qiáng)、調(diào)速范圍大、轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn),在家用電器、工業(yè)控制、電力牽引等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用,尤其在近些年來(lái)較為熱門的新能源汽車領(lǐng)域受到追捧。傳統(tǒng)的PMSM控制中,通常利用安裝位置、速度傳感器來(lái)獲得轉(zhuǎn)子的位置及轉(zhuǎn)速信息。雖然傳感器的應(yīng)用使得PMSM控制較為方便,但傳感器受使用環(huán)境及自身穩(wěn)定性的影響,在應(yīng)用中同樣帶來(lái)種種問(wèn)題;诖,本文以內(nèi)置式永磁同步電機(jī)(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM)為研究對(duì)象,對(duì)無(wú)位置傳感器控制技術(shù)予以討論和研究。在兩相靜止坐標(biāo)系下,本文在分析IPMSM電壓方程、磁鏈關(guān)系的基礎(chǔ)上,引入擴(kuò)展磁鏈的概念,建立以定子電流和擴(kuò)展磁鏈為狀態(tài)變量的四階狀態(tài)方程,提出全階擴(kuò)展磁鏈觀測(cè)器,同時(shí)結(jié)合轉(zhuǎn)速自適應(yīng)估計(jì)的方法,給出了一種IPMSM無(wú)位置傳感器控制策略。在轉(zhuǎn)子位置估計(jì)部分,以觀測(cè)器估計(jì)電流與實(shí)際電流的差值作為反饋,以同時(shí)滿足觀測(cè)器收斂速度和對(duì)參數(shù)誤差的魯棒性為前提,通過(guò)觀測(cè)器極點(diǎn)配置的方法確定反饋...
【文章頁(yè)數(shù)】:61 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器研究現(xiàn)狀
1.2.1 PMSM無(wú)位置傳感器技術(shù)分類
1.2.2 中高速區(qū)無(wú)位置傳感器控制方法
1.3 本課題的主要研究?jī)?nèi)容
2 內(nèi)置式永磁同步電機(jī)矢量控制
2.1 內(nèi)置式永磁同步電機(jī)模型
2.1.1 IPMSM物理模型
2.1.2 坐標(biāo)變換介紹
2.1.3 不同坐標(biāo)系中的IPMSM數(shù)學(xué)模型
2.2 電壓空間矢量技術(shù)
2.2.1 電壓空間矢量與磁鏈?zhǔn)噶康年P(guān)系
2.2.2 七段式SVPWM實(shí)現(xiàn)方法
2.3 本章小結(jié)
3 基于擴(kuò)展磁鏈觀測(cè)的IPMSM無(wú)位置傳感器控制策略
3.1 IPMSM擴(kuò)展磁鏈定義
3.2 擴(kuò)展磁鏈觀測(cè)設(shè)計(jì)
3.2.1 全階狀態(tài)觀測(cè)器設(shè)計(jì)
3.2.2 全階狀態(tài)觀測(cè)器極點(diǎn)配置
3.3 轉(zhuǎn)子位置和角速度估計(jì)
3.3.1 轉(zhuǎn)子位置估計(jì)
3.3.2 角速度估計(jì)
3.4 IPMSM無(wú)位置傳感器控制系統(tǒng)
3.5 控制系統(tǒng)仿真與結(jié)果分析
3.5.1 電機(jī)相關(guān)參數(shù)
3.5.2 轉(zhuǎn)子位置及擴(kuò)展磁鏈估計(jì)
3.5.3 負(fù)載變化時(shí)的動(dòng)態(tài)性能
3.5.4 斜坡變化響應(yīng)
3.6 本章小結(jié)
4 控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析
4.1 硬件設(shè)計(jì)
4.1.1 硬件系統(tǒng)框圖
4.1.2 開關(guān)電源模塊
4.1.3 電流檢測(cè)模塊
4.1.4 功率及功率驅(qū)動(dòng)模塊
4.1.5 過(guò)流硬件保護(hù)模塊
4.2 軟件設(shè)計(jì)
4.2.1 控制系統(tǒng)主程序
4.2.2 中斷服務(wù)子程序
4.2.3 全階擴(kuò)展磁鏈觀測(cè)器的離散化
4.2.4 SVPWM算法
4.2.5 PI調(diào)節(jié)離散化
4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
4.3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
4.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
本文編號(hào):3686125
【文章頁(yè)數(shù)】:61 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器研究現(xiàn)狀
1.2.1 PMSM無(wú)位置傳感器技術(shù)分類
1.2.2 中高速區(qū)無(wú)位置傳感器控制方法
1.3 本課題的主要研究?jī)?nèi)容
2 內(nèi)置式永磁同步電機(jī)矢量控制
2.1 內(nèi)置式永磁同步電機(jī)模型
2.1.1 IPMSM物理模型
2.1.2 坐標(biāo)變換介紹
2.1.3 不同坐標(biāo)系中的IPMSM數(shù)學(xué)模型
2.2 電壓空間矢量技術(shù)
2.2.1 電壓空間矢量與磁鏈?zhǔn)噶康年P(guān)系
2.2.2 七段式SVPWM實(shí)現(xiàn)方法
2.3 本章小結(jié)
3 基于擴(kuò)展磁鏈觀測(cè)的IPMSM無(wú)位置傳感器控制策略
3.1 IPMSM擴(kuò)展磁鏈定義
3.2 擴(kuò)展磁鏈觀測(cè)設(shè)計(jì)
3.2.1 全階狀態(tài)觀測(cè)器設(shè)計(jì)
3.2.2 全階狀態(tài)觀測(cè)器極點(diǎn)配置
3.3 轉(zhuǎn)子位置和角速度估計(jì)
3.3.1 轉(zhuǎn)子位置估計(jì)
3.3.2 角速度估計(jì)
3.4 IPMSM無(wú)位置傳感器控制系統(tǒng)
3.5 控制系統(tǒng)仿真與結(jié)果分析
3.5.1 電機(jī)相關(guān)參數(shù)
3.5.2 轉(zhuǎn)子位置及擴(kuò)展磁鏈估計(jì)
3.5.3 負(fù)載變化時(shí)的動(dòng)態(tài)性能
3.5.4 斜坡變化響應(yīng)
3.6 本章小結(jié)
4 控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析
4.1 硬件設(shè)計(jì)
4.1.1 硬件系統(tǒng)框圖
4.1.2 開關(guān)電源模塊
4.1.3 電流檢測(cè)模塊
4.1.4 功率及功率驅(qū)動(dòng)模塊
4.1.5 過(guò)流硬件保護(hù)模塊
4.2 軟件設(shè)計(jì)
4.2.1 控制系統(tǒng)主程序
4.2.2 中斷服務(wù)子程序
4.2.3 全階擴(kuò)展磁鏈觀測(cè)器的離散化
4.2.4 SVPWM算法
4.2.5 PI調(diào)節(jié)離散化
4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
4.3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
4.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
本文編號(hào):3686125
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