永磁同步電機（PMSM）具有體積小、運行效率高、功率密度大等突出特點,而其位置傳感器故障被認為是影響系統(tǒng)可靠性的重要因素之一。因此,為解決該問題,PMSM無位置傳感器控制具有重要的研究意義。本文針對內置式永磁同步電機（IPMSM）無位置傳感器控制下啟動困難的問題,研究了基于I/F流頻比控制策略:包括IPMSM的轉子定位、I/F開環(huán)加速以及轉速開環(huán)、電流閉環(huán)向雙閉環(huán)運行的狀態(tài)切換過程。在電機在中高速運行時,為實現(xiàn)IPMSM無位置傳感器控制并且針對傳統(tǒng)IPMSM無位置傳感器調速控制方法帶來的超調、抗干擾能力弱、過渡依賴電機參數(shù)模型以及基于傳統(tǒng)ADRC無位置控制策略帶來的誤差累積等問題,本文提出了以兩相靜止坐標系下電流為主體變量構建擴張狀態(tài)觀測器進而搭建電流ADRC。并且構建了基于一個轉速ADRC和兩個電流ADRC的IPMSM無位置傳感器矢量控制系統(tǒng)。在電流ADRC中,將轉速、磁鏈以及轉子位置角的耦合項作為未知擾動進行觀測和補償,通過鎖相環(huán)直接得到轉子位置角的轉速,減少了積分帶來的累積誤差,并且由于該策略只需要在兩相靜止坐標系下進行,也避免了坐標變換帶來的誤差傳遞問題。將I/F流頻比和ADR... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 永磁同步電機控制技術國內外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 電力電子以及微處理器的發(fā)展
        1.2.2 PMSM控制策略的當前研究現(xiàn)狀
        1.2.3 PMSM無位置傳感器控制國內外的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內容
第二章 永磁同步電機的基本理論
    2.1 PMSM的結構與特點
    2.2 IPMSM的數(shù)學模型
        2.2.1 坐標系及其關系
        2.2.2 坐標變換
        2.2.3 各個坐標系下的IPMSM數(shù)學模型
            2.2.3.1 在d/q軸坐標系下IPMSM的數(shù)學模型
            2.2.3.2 在兩相靜止坐標系下IPMSM的數(shù)學模型
    2.3 PMSM矢量控制的基本原理
    2.4 空間矢量脈寬調制技術
        2.4.1 空間矢量脈寬調制技術的原理
        2.4.2 SVPWM的實現(xiàn)過程
    2.5 本章小結
第三章 基于I/F流頻比和自抗擾控制技術的IPMSM無位置傳感器控制
    3.1 基于I/F流頻比控制策略的電機啟動
        3.1.1 電機轉子位置預定位
        3.1.2 加速開環(huán)啟動階段
        3.1.3 狀態(tài)切換階段
    3.2 自抗擾控制技術
        3.2.1 跟蹤微分器
        3.2.2 擴張狀態(tài)觀測器
        3.2.3 非線性狀態(tài)誤差反饋控制率
        3.2.4 擾動補償
        3.2.5 一階自抗擾控制器的總體結構
    3.3 基于自抗擾控制技術的PMSM無位置傳感器控制
        3.3.1 IPMSM數(shù)學模型變換
        3.3.2 速度ADRC設計
    3.4 電流ADRC設計
        3.4.1 轉子位置角估計
        3.4.2 PI 鎖相環(huán)和 ADRC 離散化處理
    3.5 本章小結
第四章 IPMSM無位置傳感器矢量控制系統(tǒng)仿真研究
    4.1 Matlab/Simulink
    4.2 IPMSM無位置傳感器交流調速系統(tǒng)仿真
        4.2.1 IPMSM無位置傳感器交流調速系統(tǒng)結構
        4.2.2 空間矢量脈寬調制模塊
        4.2.3 ADRC的仿真模型
        4.2.4 鎖相環(huán)的仿真模型
    4.3 仿真結果與分析
    4.4 本章小結
第五章 IPMSM無位置傳感器控制系統(tǒng)的軟硬件設計
    5.1 IPMSM無位置傳感器調速系統(tǒng)的硬件設計
        5.1.1 控制器的總體框架
        5.1.2 電源系統(tǒng)
        5.1.3 DCS控制系統(tǒng)
        5.1.4 驅動電路設計
        5.1.5 采樣電路
        5.1.6 保護電路設計
        5.1.7 通訊電路
    5.2 IPMSM無位置傳感器調速系統(tǒng)的軟件設計
        5.2.1 主程序
        5.2.2 定位、延時、故障檢測、SVPWM服務程序設計
        5.2.3 中斷服務程序
        5.2.4 基于ADRC的永磁同步電機轉速和轉子位置辨識程序
    5.3 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 后續(xù)工作展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[10]基于DSP的感應電動機直接轉矩控制的研究[D]. 羅敏.哈爾濱工業(yè)大學 2006



本文編號：3316005