基于改进滑模观测器的SPMSM无位置传感器技术研究

发布时间：2025-05-07 00:53

　　永磁同步电机由于其高功率密度、高可靠性和低损耗等特点,在电力传动、电动汽车、数控机床和航空航天等各种功率场合得到了广泛的研究与应用。无位置传感器控制能够避免机械式位置传感器易受周围环境干扰等问题,实现传动系统的低成本和高性能控制。因此,本文以表贴式永磁同步电机为研究对象,对基于改进滑模观测器的中高速无位置传感器技术进行研究。研究一种基于复系数滤波器的改进滑模观测器。分析传统滑模观测器中存在的问题,利用复系数滤波器在中心频率处无相位延迟和幅值衰减的特点,代替传统滑模观测器中的低通滤波器,在抑制抖振的同时避免了相位滞后和幅值衰减问题。通过将复系数滤波器提取的观测反电势信息引入观测器状态方程,有效减小了滑模增益系数,进一步削弱系统抖振。采用归一化锁相环和反正切复合的转子位置和转速求取方式,减小转速动态变化过程中的角度观测误差,提高观测精度。研究一种基于准比例谐振控制器的自适应观测器实现较低载波比下的无位置传感器控制。针对较低载波比下改进滑模观测器观测精度差,从频域角度出发,根据内模原理,采用准比例谐振控制器代替符号函数,通过准比例谐振控制器在谐振频率处的高增益特性使观测器稳态误差趋于零,同时滤...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题的背景与意义
    1.2 无位置传感器技术发展概况
        1.2.1 零低速无位置传感器技术
        1.2.2 中高速无位置传感器技术
    1.3 滑模观测器研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第2章 SPMSM数学模型及传统滑模观测器
    2.1 引言
    2.2 SPMSM数学模型
        2.2.1 坐标变换
        2.2.2 数学模型
    2.3 传统滑模观测器
        2.3.1 滑模变结构原理
        2.3.2 传统滑模观测器的构建
    2.4 传统滑模观测器存在的问题
    2.5 本章小结
第3章 基于复系数滤波器的改进滑模观测器
    3.1 引言
    3.2 基于复系数滤波器的滑模观测器
        3.2.1 复系数滤波器
        3.2.2 变频率复系数滤波器参数整定
        3.2.3 基于复合方式的转子位置/速度估计
    3.3 仿真对比与分析
        3.3.1 加减速仿真
        3.3.2 负载扰动仿真
    3.4 本章小结
第4章 基于准比例谐振控制器的自适应观测器
    4.1 引言
    4.2 较低载波比下滑模观测器存在的问题
    4.3 准比例谐振自适应观测器
        4.3.1 自适应观测器设计
        4.3.2 准比例谐振控制器分析
        4.3.3 自适应观测器参数设计与稳定性分析
    4.4 仿真验证
        4.4.1 不同载波比下自适应观测器仿真对比
        4.4.2 较低载波比下加减速仿真
        4.4.3 较低载波比下负载扰动仿真
    4.5 本章小结
第5章 SPMSM无位置传感器算法实验验证
    5.1 引言
    5.2 SPMSM矢量控制系统实验平台
        5.2.1 控制系统硬件结构
        5.2.2 控制系统软件算法
    5.3 实验结果与分析
        5.3.1 滑模观测器实验结果与分析
        5.3.2 自适应观测器实验结果与分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：4043352