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永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)因其具备功率密度大、响应快、控制性能优越等一系列的优点,近年来在诸多领域得到了应用。本文所采用的控制策略为矢量控制策略。传统的矢量控制需要通过位置传感器获取相应的位置信息从而完成闭环控制,然而,由于传统的位置传感器具有成本高,可靠性差等一系列的缺点,因此,利用电流电压信号来估测电机转子位置角的方法得到越来越多人的重视。
对无传感器控制方法比较之后,设计了I/f流频比开环启动与基于干扰观测器相结合的全速度范围内的永磁同步电机无传感器控制的控制方法。本文主要内容如下:
1.在矢量控制策略的基础之上研究了两种永磁同步电机初始位置定位的方法—预定位法,设计了该种方法的控制模型,并运用Matlab仿真验证这种方法的准确性。在初始位置确定后,提出了基于I/f开环启动策略,运用Matlab仿真验证了这种方法的准确性。最后,当电机在零低速范围内启动成功后,提出了平滑切换至中高速闭环控制的方法。
2.在中高速范围内的无传感器控制当中,提出了基于干扰观测器估测扩展反电动势的无传感器控制方法。本文分别介绍了基于隐极机和凸极机的干扰观测器,推理出干扰观测器的方程。在运用干扰观测器估测了扩展反电动势之后,设计了适用于隐极机的PLL锁相环速度估测器以及适用于凸极机的自适应速度估测器。最后,运用Matlab仿真在恒转矩工况,转矩突变工况下进行仿真。
3.对在隐极机和凸极机下影响估测角度的非理想因素进行推理,根据干扰观测器极点配置的相关推导可以推导出影响位置估测的因素——观测器增益、转速、定子电阻以及电感,并且推导出这些因素的变化对位置估测的具体的影响。并用Matlab仿真平台运用前面验证过的控制模型进行探究,得出相应的结论。
4.运用永磁同步电机硬件实验平台对前面所推导的无传感器模型在不同负载的情况下分别进行验证,并且探究在不同负载的情况下两种模型位置角误差的变化。同时,也对于观测器增益。转速。定子电阻以及电感等非理想因素对于位置估测的影响进行实验探究,验证前面得到的结论。
对无传感器控制方法比较之后,设计了I/f流频比开环启动与基于干扰观测器相结合的全速度范围内的永磁同步电机无传感器控制的控制方法。本文主要内容如下:
1.在矢量控制策略的基础之上研究了两种永磁同步电机初始位置定位的方法—预定位法,设计了该种方法的控制模型,并运用Matlab仿真验证这种方法的准确性。在初始位置确定后,提出了基于I/f开环启动策略,运用Matlab仿真验证了这种方法的准确性。最后,当电机在零低速范围内启动成功后,提出了平滑切换至中高速闭环控制的方法。
2.在中高速范围内的无传感器控制当中,提出了基于干扰观测器估测扩展反电动势的无传感器控制方法。本文分别介绍了基于隐极机和凸极机的干扰观测器,推理出干扰观测器的方程。在运用干扰观测器估测了扩展反电动势之后,设计了适用于隐极机的PLL锁相环速度估测器以及适用于凸极机的自适应速度估测器。最后,运用Matlab仿真在恒转矩工况,转矩突变工况下进行仿真。
3.对在隐极机和凸极机下影响估测角度的非理想因素进行推理,根据干扰观测器极点配置的相关推导可以推导出影响位置估测的因素——观测器增益、转速、定子电阻以及电感,并且推导出这些因素的变化对位置估测的具体的影响。并用Matlab仿真平台运用前面验证过的控制模型进行探究,得出相应的结论。
4.运用永磁同步电机硬件实验平台对前面所推导的无传感器模型在不同负载的情况下分别进行验证,并且探究在不同负载的情况下两种模型位置角误差的变化。同时,也对于观测器增益。转速。定子电阻以及电感等非理想因素对于位置估测的影响进行实验探究,验证前面得到的结论。