發(fā)布時間：2017-07-31 12:19

  本文關鍵詞：新能源汽車用凸極永磁同步電機滑模無位置傳感器研究

  更多相關文章： 新能源汽車 永磁同步電機 滑模變結構 無位置傳感器 滑模抖振

【摘要】：基于無位置傳感器技術的永磁同步電機矢量控制調速系統(tǒng)結構簡單、易維護、體積小、成本低,適用于對體積和安全性能要求較高的新能源汽車上。無位置傳感器的種類很多,本文分析各種算法的特點及適用場合,結合永磁同步電機的特點和系統(tǒng)需求,選擇對電機參數擾動和外界環(huán)境擾動具有較強魯棒性的滑模變結構無位置傳感器進行研究。論文先建立了采用機械式傳感器的傳統(tǒng)永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)模型,分析了機械傳感器故障時的控制失效過程,并在原有控制環(huán)節(jié)中加入滑模位置觀測器,來增加新能源汽車的安全性。通過對滑模算法的原理分析,確定了兩個具體研究內容,即對滑模中抖振進行抑制和對觀測位置進行相位補償。然后,針對滑模變結構中特有的觀測位置抖振現(xiàn)象進行機理分析,通過三種方法進行改進,第一種采用隨轉速變化的控制函數比例值代替恒定的比例值;第二種采用連續(xù)化的控制函數代替開關函數;第三種采用鎖相環(huán)對反電動勢進行相位跟蹤,論文進行仿真和實測,驗證了這些方法削弱抖振的效果。接著,對滑模變結構的觀測位置相位延遲進行分析�；Ｗ兘Y構位置觀測器中使用低通濾波器濾除高頻干擾信號,保留有效的反電動勢信號。本文分析了一般計算法的缺點,通過建立四階的滑模狀態(tài)方程,消除了低通濾波器帶來的相位誤差。針對實驗平臺中的凸極性永磁同步電機進行數學分析,分析了擴展反電動勢帶來的相位漂移,通過工程標定法進行補償,通過實驗驗證了補償效果。最后,在TMSDSP28335實驗平臺上進行軟件設計和運行驗證,發(fā)現(xiàn)采用變化的比例和連續(xù)化函數都能很好的抑制效果、后級的鎖相環(huán)可以濾除反電動勢中的高頻干擾信號且能很好的跟蹤反電動勢的相位。采用線性查表法進行補償后,扭矩輸出可以很好的跟蹤給定輸入。完成電機全工況下的滑模無位置傳感器運行,驗證了滑模觀測器設計的正確性。
【關鍵詞】：新能源汽車 永磁同步電機 滑模變結構 無位置傳感器 滑模抖振
【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】：2015
【分類號】：U469.7;TM341
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8-9
• 1.2 國內外研究發(fā)展現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 無位置傳感器研究進展9-10
• 1.2.2 無位置傳感器算法的分類與分析10-13
• 1.3 主要研究內容13-15
• 第2章 滑模無位置傳感器矢量控制系統(tǒng)15-28
• 2.1 引言15
• 2.2 傳統(tǒng)永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)15-21
• 2.2.1 永磁同步電機模塊及坐標變換16-18
• 2.2.2 電機工作模式及矢量控制方式模塊18-20
• 2.2.3 空間矢量脈寬調制模塊20-21
• 2.3 滑模變結構無位置傳感器矢量控制系統(tǒng)21-27
• 2.3.1 滑模的可達性和穩(wěn)定性22-23
• 2.3.2 滑動運動的魯棒性23-24
• 2.3.3 基于滑模位置觀測器的永磁同步電機控制24-26
• 2.3.4 滑模無位置傳感器矢量控制系統(tǒng)仿真26-27
• 2.4 本章小結27-28
• 第3章 滑模觀測位置抖振的產生與削弱28-42
• 3.1 引言28
• 3.2 抖振的產生與消弱方法28-32
• 3.2.1 抖振產生的原因28-29
• 3.2.2 開關函數的比例系數29-30
• 3.2.3 開關函數的連續(xù)化30-31
• 3.2.4 鎖相環(huán)原理及運用31-32
• 3.3 仿真結果分析32-38
• 3.4 實驗結果分析38-41
• 3.5 本章小結41-42
• 第4章 凸極電機滑模觀測相位的漂移補償42-53
• 4.1 引言42
• 4.2 相位延遲的處理42-49
• 4.2.1 低通濾波器相位延遲補償42-43
• 4.2.2 四階觀測器43-46
• 4.2.3 仿真結果及分析46-49
• 4.3 基于凸極性永磁同步電機的擴展反電動勢狀態(tài)方程49-52
• 4.4 本章小結52-53
• 第5章 軟件設計與切換實驗結果53-63
• 5.1 引言53
• 5.2 軟件設計53-57
• 5.2.1 系統(tǒng)主程序54-55
• 5.2.2 中斷子程序55-57
• 5.3 切換實驗57-61
• 5.4 本章小結61-63
• 結論63-64
• 參考文獻64-69
• 致謝69

【參考文獻】

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1 魯文其;黃文新;胡育文;;永磁同步電動機新型滑模觀測器無傳感器控制[J];控制理論與應用;2009年04期

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本文編號：599115