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永磁同步电机(PMSM)具有体积小、重量轻且功率密度大等显著优点,因而在电动汽车上得到广泛应用。根据电动汽车的行驶工况,要求电机在启动和加速爬坡时具有良好的过载能力,在公路巡航时具有较宽的调速范围。在逆变器容量不变的情况下,采用弱磁控制能够拓宽PMSM的恒转矩运行区域,提高电动汽车的启动能力、加速能力及低速爬坡能力。此外,为了在降低成本的同时提高电机控制系统的可靠性,研究PMSM的无位置传感器控制也具有重要意义。 论文详细分析了永磁同步电机的在不同坐标系下的数学模型,并介绍了矢量控制技术和空间脉宽调制(SVPWM)技术。基于永磁同步电机在定子电流相平面内的特性曲线,研究了全速范围内电机的弱磁运行区域和电流轨迹,提出了一种基于非线性电流补偿的永磁同步电机弱磁控制方案。此外,为降低成本以及提高位置转速观测的精确性和鲁棒性,提出了一种带有柔性开关函数的滑模观测器,用于实现永磁同步电机的无位置传感控制,同时减弱了传统滑模观测器固有的抖振特性。然后,通过MATLAB/SIMULINK建立了系统仿真模型,基于实际车辆行驶工况,对基于滑模观测器的PMSM无传感器弱磁控制系统进行仿真验证。最后,搭建了永磁同步电机弱磁控制系统的实验平台,实验结果很好地验证了本文提出的弱磁控制策略的可行性。