基于滑模变结构控制方法的永磁同步电机调速系统设计与研究

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本文以永磁同步电机(PMSM)及其控制系统为研究对象,设计与研究了基于滑膜变结构控制方法的永磁同步电机调速系统。在分析永磁同步电机原理与特性的基础上,构建了正弦波式永磁同步电机(SPMSM)的动态数学模型。通过详细研究空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术、波形的产生机制以及滑模变结构控制方法的特点,提出了一种把滑模变结构原理应用于永磁同步电机无传感器矢量控制系统的算法,首先采用坐标变换,将永磁同步电机非线性控制方程线性化。然后利用滑模变结构原理,对永磁同步电机的转子位置和转速进行了实时在线估计,该方法只需检测永磁同步电机的定子电压和电流就可以估计出电机的转角和转速。 本文借助于Matlab 强大的数学计算仿真功能,构建了应用空间矢量脉宽调制技术和滑模变结构控制原理实现无位置传感器永磁同步电机调速控制系统的仿真模型,并对电机进行了仿真试验。实验结果表明,所提出的应用滑模变结构控制算法的永磁同步电机无传感器控制系统具有较强的鲁棒性和较高的精度。鉴于TMS320F2812 控制芯片出色的性能和丰富的外设资源,基于滑模变结构控制方法的永磁同步电机调速系统使用该芯片作为主控芯片进行了系统软硬件的设计。
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