考虑负载扰动的永磁同步电机滑模观测器无速度传感器控制

发布时间：2025-06-03 22:53

　　永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)由于调速性能优越,已经被广泛应用于电气传动领域。在高性能交流传动控制系统中,获取电机转子位置和转速是构成闭环控制的必须环节,然而转子位置和转速的测量依赖于位置传感器。位置传感器不仅增加了控制系统硬件成本,而且容易受到极端气温和环境的影响,因此无位置传感器控制技术一直以来是交流调速领域的研究热点。滑模观测器是一种适用于电机中高速的转速估计方法,不依赖于电机参数,具有很强的鲁棒性。但是滑模观测器估计出的转速存在明显的抖振现象,且估计转速易受负载转矩变化的影响。为了抑制负载转矩突变对控制系统转速的影响,本文提出了一种考虑负载扰动的永磁同步电机滑模观测器无速度传感器控制策略,该方法首先设计了转子位置滑模观测器来估计转速和位置,然后利用一种假想坐标系分析了滑模观测器无速度传感器控制下的电磁转矩方程,最后采用两种观测器对负载转矩进行了估计,一种为扰动观测器,另一种为扩展滑模观测器,并利用负载转矩估计值对负载扰动进行了补偿,补偿后的控制算法显著提高了控制系统的抗负载转矩扰动性能。为了证明考虑负载扰动的滑模观测...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 交流电机无速度传感器控制方法概述
    1.3 永磁同步电机滑模观测器无速度传感器控制研究现状
    1.4 论文主要内容
2 考虑负载扰动的永磁同步电机滑模观测器无速度传感器控制原理
    2.1 滑模变结构原理
    2.2 滑模观测器无速度传感器设计及电磁转矩分析
        2.2.1 转子位置滑模观测器设计
        2.2.2 电磁转矩分析
    2.3 考虑负载扰动的滑模观测器无速度传感器控制策略
        2.3.1 基于扰动观测器的负载转矩估计原理
        2.3.2 基于扩展滑模观测器的负载转矩估计原理
        2.3.3 负载转矩扰动补偿设计
    2.4 本章小结
3 考虑负载扰动的永磁同步电机滑模观测器无速度传感器控制策略仿真分析
    3.1 考虑负载扰动的滑模观测器无速度传感器控制策略仿真模型建立
    3.2 考虑负载扰动的滑模观测器无速度传感器控制策略仿真结果及分析
        3.2.1 基于扰动观测器的滑模观测器无速度传感器控制策略仿真结果及分析
        3.2.2 双滑模观测器无速度传感器控制策略仿真结果及分析
    3.3 仿真结果对比分析
        3.3.1 动态性能仿真对比分析
        3.3.2 稳态性能仿真对比分析
    3.4 本章小结
4 控制系统软硬件设计
    4.1 两电平逆变器硬件结构
    4.2 控制系统软件设计
        4.2.1 软件架构
        4.2.2 程序执行时序设计
        4.2.3 控制算法流程设计
    4.3 本章小结
5 考虑负载扰动的永磁同步电机滑模观测器无速度传感器控制策略实验分析
    5.1 基于扰动观测器的滑模观测器无速度传感器控制策略实验结果
    5.2 双滑模观测器无速度传感器控制策略实验结果
    5.3 实验结果对比分析
        5.3.1 动态性能实验对比分析
        5.3.2 稳态性能实验对比分析
    5.4 本章小结
6 全文总结与展望
致谢
参考文献
附录
在校期间录用及发表的论文



本文编号：4048936