無(wú)傳感器永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)最小化方法研究.pdf

1、永磁同步電機(jī)(Permanent Magnet Synchronous Motor，簡(jiǎn)稱(chēng)PMSM)具有功率密度高、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在中小容量矢量調(diào)速控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高性能和高精度控制，通常要求系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行的前提下有快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和良好的低速平穩(wěn)性。對(duì)于PMSM來(lái)說(shuō)，低速平穩(wěn)性是評(píng)價(jià)系統(tǒng)性能的最重要的指標(biāo)之一。影響PMSM低速平穩(wěn)性的主要因素是電機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
　　 電機(jī)在低速時(shí)

2、產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，主要包括電機(jī)定子電流中包含諧波產(chǎn)生的電磁諧波脈動(dòng)和定子齒槽形狀產(chǎn)生的齒槽脈動(dòng)等?；赑MSM的調(diào)速控制系統(tǒng)的主要控制策略有矢量控制(Vector Control，簡(jiǎn)稱(chēng)VC)和直接轉(zhuǎn)矩控制(Direct Torque Control，簡(jiǎn)稱(chēng)DTC)兩種方法。文中對(duì)這兩種方案進(jìn)行比較，相比之下，DTC方法后來(lái)卻并不居上，雖然這種方法更加簡(jiǎn)單和直接，但是電機(jī)啟動(dòng)難，低速或零速運(yùn)行性能差，因此本文選擇了更為成熟的VC作為PMSM調(diào)

3、速系統(tǒng)的控制方案。通過(guò)大量學(xué)者的研究論證，發(fā)現(xiàn)這些影響低速性能的脈動(dòng)都是電機(jī)轉(zhuǎn)子位置角速度的周期函數(shù)，因此本文提出采用迭代學(xué)習(xí)控制(IterativeLearningControl，簡(jiǎn)稱(chēng)ILC)算法這種專(zhuān)門(mén)針對(duì)具有重復(fù)性運(yùn)動(dòng)的對(duì)象，根據(jù)給出的迭代學(xué)習(xí)律通過(guò)迭代來(lái)減少誤差從而抑制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
　　 PMSM矢量控制是通過(guò)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速來(lái)控制定子電流或電壓的，在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上安裝位置傳感器可以直接及時(shí)的得到轉(zhuǎn)子位置角信息，

4、但是安裝機(jī)械傳感器會(huì)擴(kuò)大系統(tǒng)體積，增加硬件成本，利用擴(kuò)展卡爾曼濾波(ExtendedKalmanFilter，簡(jiǎn)稱(chēng)EKF)算法，通過(guò)測(cè)量電機(jī)在兩相靜止坐標(biāo)系下的電流，基于觀(guān)測(cè)器理論，使用EKF的迭代算法用已知狀態(tài)量估算出未知的轉(zhuǎn)子位置角和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。
　　 在MATLAB/simulink軟件下進(jìn)行系統(tǒng)仿真，可以從仿真波形看出利用提出的ILC的迭代學(xué)習(xí)律可以很好的抑制電機(jī)在低速運(yùn)行下的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。在分析仿真波形的同時(shí)，給出迭代通道開(kāi)