基于非線性估計(jì)理論的永磁同步電機(jī)無傳感器控制方法的研究.pdf

1、永磁同步電機(jī)(PMSM)因其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、損耗小、效率高和恒功率運(yùn)行時(shí)調(diào)速范圍寬等特點(diǎn)，在高性能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。在高性能電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中需要快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，良好的抗干擾能力以及對(duì)參數(shù)變化具有魯棒性，而影響這些因素的關(guān)鍵之一就是位置/速度傳感器。機(jī)械式的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置/速度傳感器的存在，增加了電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，同時(shí)，也增加了連接位置/速度傳感器與控制系統(tǒng)之間的連接線和接口電路，使得驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)易受干擾部分增加。另外，機(jī)械式傳感

2、器的使用受到如溫度、濕度等條件的限制，而且由于機(jī)械式位置/速度傳感器的價(jià)格比較昂貴，其使用必將增加驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的成本。近年來，電機(jī)無位置/速度傳感器控制已成為一個(gè)研究的熱點(diǎn)。目前，無位置傳感器控制方法主要分為兩類：一類是檢測反電動(dòng)勢的轉(zhuǎn)子位置估算方法，它是基于電機(jī)反電動(dòng)勢的位置和速度的相依性。由于在低速和零速時(shí)，反電動(dòng)勢幾乎為零，所以其適合于中高速調(diào)速，同時(shí)，這種方法對(duì)于電機(jī)參數(shù)很敏感，對(duì)參數(shù)變化的魯棒性較差。另一類是高頻載波信號(hào)注入的轉(zhuǎn)子

3、位置估計(jì)方法，即是在定子端注入小幅值的高頻載波信號(hào)，應(yīng)用穩(wěn)態(tài)坐標(biāo)中的旋轉(zhuǎn)矢量來跟蹤空間凸極效應(yīng)，它主要適用于電機(jī)低速和零速時(shí)的轉(zhuǎn)子位置檢測。 本文基于非線性估計(jì)理論的基本原理，研究了PMSM的無傳感器控制方法。首先，基于PMSM的數(shù)學(xué)模型，建立了電機(jī)的矢量控制仿真模型；其次，基于非線性估計(jì)領(lǐng)域經(jīng)典的擴(kuò)展卡爾曼濾波(EKF)算法，設(shè)計(jì)了PMSM的速度和位置估計(jì)器，實(shí)現(xiàn)了PMSM的無速度傳感器矢量控制；再次，基于非線性估計(jì)理論的最新