永磁同步電機（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）具有高效率、高功率密度、寬調速范圍等優(yōu)點,廣泛應用于電動汽車等領域。PMSM無位置傳感器控制不需位置傳感器硬件,僅通過軟件算法確定電機轉子位置,即可實現(xiàn)電機運行控制。無位置傳感器控制技術具有節(jié)省硬件成本、提高可靠性和減小安裝空間、提升緊湊性及功率密度等優(yōu)點,在車用電機控制中的應用具有廣闊前景。由于實車運行過程中環(huán)境惡劣、工況復雜,具有時變、強耦合等非線性特性的車用PMSM尤其是內嵌式PMSM（Interior PMSM,IPMSM）的系統(tǒng)模型參數(shù)無可避免會發(fā)生變動。并且,外部噪聲和系統(tǒng)自身的非線性效應等也會對IPMSM控制帶來不利影響。在此情況下,準確的電機狀態(tài)估計和良好的控制設計是IPMSM高性能控制的重要基礎。本文對IPMSM控制系統(tǒng)開展了研究,并進行其無位置傳感器控制方法的分析與設計,對車用IPMSM無位置傳感器控制的研究與應用具有一定的參考意義。針對實車電機參數(shù)變動等問題,本文考慮系統(tǒng)模型參數(shù)不確定性等情況,建立IPMSM控制系統(tǒng)的數(shù)學模型以及兩相靜止坐標系下的IPMSM電氣方程,設計... 

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 車用IPMSM控制系統(tǒng)
        1.1.2 IPMSM-變速器集成驅動系統(tǒng)
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀綜述
        1.2.1 IPMSM控制策略研究
        1.2.2 轉子位置估計方法研究
        1.2.3 IPMSM-變速器集成驅動系統(tǒng)控制研究
    1.3 研究目標與研究內容
        1.3.1 研究目標
        1.3.2 研究內容與章節(jié)安排
第二章 考慮模型參數(shù)不確定性的IPMSM系統(tǒng)建模
    2.1 引言
    2.2 PMSM結構特點與運行原理
    2.3 IPMSM電氣關系推導和建模
        2.3.1 電氣方程推導
        2.3.2 轉矩方程推導
        2.3.3 數(shù)學模型建立
        2.3.4 考慮參數(shù)不確定性的IPMSM系統(tǒng)建模
    2.4 IPMSM控制系統(tǒng)建模與運行分析
        2.4.1 磁場定向控制的實現(xiàn)
        2.4.2 控制運行的電流分配
    2.5 本章小結
第三章 基于滑模觀測的IPMSM無位置傳感器轉矩控制方法研究
    3.1 引言
    3.2 基于滑模觀測的IPMSM轉子位置估計方法
        3.2.1 經典觀測器的基本原理
        3.2.2 基于滑模觀測的轉子位置魯棒觀測器設計
    3.3 基于滑模觀測和偏差補償?shù)臒o位置傳感器轉矩控制
        3.3.1 基于模型參考自適應的IPMSM電感與永磁體磁鏈值估計
        3.3.2 基于參數(shù)估計和偏差補償?shù)臒o位置傳感器轉矩控制
        3.3.3 IPMSM無位置傳感器轉矩控制性能分析與討論
    3.4 基于滑模觀測的IPMSM轉子位置估計的實驗驗證
    3.5 本章小結
第四章 基于高階滑模觀測的IPMSM無位置傳感器轉速控制方法研究
    4.1 引言
    4.2 基于高階滑模觀測的IPMSM轉子位置魯棒觀測器設計
    4.3 基于魯棒積分反演控制的IPMSM無位置傳感器控制器設計
        4.3.1 非線性反演控制基本原理與設計方法
        4.3.2 IPMSM魯棒積分反演轉速控制設計
    4.4 基于高階滑模觀測和反演控制的無位置傳感器轉速控制
        4.4.1 IPMSM無位置傳感器轉速控制系統(tǒng)
        4.4.2 無位置傳感器控制性能的分析與討論
    4.5 本章小結
第五章 結合低轉速時高頻注入與滑模觀測的無位置傳感器控制研究
    5.1 引言
    5.2 基于高頻注入的IPMSM轉子位置檢測
        5.2.1 基于脈振高頻電壓注入的IPMSM轉子位置檢測
        5.2.2 IPMSM轉子位置和轉速估計
        5.2.3 基于高頻注入轉子位置檢測的無位置傳感器控制
    5.3 結合高頻注入與滑模觀測的IPMSM無位置傳感器控制
        5.3.1 高頻注入與滑模觀測估計信號切換的實現(xiàn)
        5.3.2 結合高頻注入與滑模觀測的無位置傳感器控制
    5.4 基于高頻注入IPMSM轉子位置估計的實驗驗證
    5.5 本章小結
第六章 車用IPMSM無位置傳感器控制的應用研究
    6.1 引言
    6.2 車用IPMSM標定、建模及控制
        6.2.1 參數(shù)及電流分配關系標定
        6.2.2 IPMSM控制系統(tǒng)模型驗證
        6.2.3 無位置傳感器轉矩與轉速控制
    6.3 車用IPMSM-兩擋機械式自動變速器集成驅動系統(tǒng)的控制
        6.3.1 集成驅動系統(tǒng)換擋過程及其控制
        6.3.2 集成驅動系統(tǒng)換擋過程控制的仿真
    6.4 本章小結
第七章 全文總結與展望
    7.1 主要研究工作
    7.2 主要創(chuàng)新點
    7.3 不足之處及研究展望
參考文獻
致謝
攻讀博士學位期間發(fā)表的學術論文
攻讀博士學位期間參與的科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3696486