發(fā)布時間：2020-06-06 07:16

【摘要】：伴隨技術(shù)的革新、新材料的應(yīng)用和控制技術(shù)的進(jìn)步,永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)正逐漸成為目前傳動領(lǐng)域發(fā)展的主流。故障診斷和容錯控制技術(shù)能夠提高驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性,近年來已成為研究熱點。針對驅(qū)動系統(tǒng)中的位置傳感器故障,采用基于模型的故障診斷方法進(jìn)行故障診斷,并通過位置觀測器在故障后對電機進(jìn)行控制。針對電流傳感器故障,采用基于坐標(biāo)變換法對異常相進(jìn)行檢測和定位,并結(jié)合電流觀測器完成故障后的電機控制。針對復(fù)合傳感器故障,采用單電流無位置傳感器矢量控制方法進(jìn)行控制。本文針對永磁電機驅(qū)動系統(tǒng)位置和電流傳感器故障診斷及容錯控制問題進(jìn)行研究。首先,分析位置傳感器常見的幾種故障,通過近似處理對位置傳感器的故障進(jìn)行分類,并根據(jù)不同的故障特征分別對幾種位置傳感器故障進(jìn)行建模,在此基礎(chǔ)上分析位置傳感器檢測值異常引起電機運行性能的變化。分析電流傳感器常見的幾種故障類型,由近似處理對這些故障進(jìn)行分類和建模,分析電流傳感器故障對電機運行性能的影響。并進(jìn)行兩種傳感器故障對驅(qū)動系統(tǒng)運行影響的仿真分析及驗證。然后,研究基于滑�？刂评碚摰奈恢糜^測器,以實現(xiàn)對位置傳感器故障后的診斷以及容錯控制。根據(jù)滑模控制理論設(shè)計全階滑模觀測器,并采用飽和函數(shù)替代傳統(tǒng)滑模觀測器中的開關(guān)函數(shù),通過鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)位置信息的提取。采用基于模型的故障診斷方法,設(shè)計故障診斷方案,在位置傳感器發(fā)生故障時輸出故障標(biāo)志。根據(jù)故障標(biāo)志來選取容錯控制信號,確保電機在位置傳感器發(fā)生故障后能夠穩(wěn)定運行。接著,研究基于模型的電流重構(gòu)方法,以完成對故障相電流的重構(gòu)。采用基于坐標(biāo)變換的故障診斷方法,進(jìn)行故障診斷,并構(gòu)建全階電流觀測器,確保故障后電機穩(wěn)定運行。當(dāng)位置和電流傳感器均發(fā)生故障時,采用單電流無位置傳感器矢量控制方法,在復(fù)合傳感器故障時對電機進(jìn)行控制。分別設(shè)計電流傳感器與復(fù)合傳感器容錯控制策略,由故障標(biāo)志選取用于電機控制的電流與位置信息,完成永磁電機驅(qū)動系統(tǒng)的容錯控制。在仿真驗證的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)了數(shù)字控制算法,并在基于ARM芯片的1.0k W永磁同步電機對拖加載實驗平臺進(jìn)行實驗,驗證了所研究的控制方法。
【圖文】：

基于坐標(biāo)變換的故障診斷方法，設(shè)計了基于滑模控制理論的電流觀位置與電流信息的復(fù)合觀測器。分別研究了電流傳感器故障的容錯合傳感器故障的容錯控制方法。本章將驗證以上提到的相關(guān)控制策加載實驗平臺進(jìn)行實驗驗證。磁同步電機實驗平臺 1.0kW 永磁同步電機對拖加載實驗平臺上展開實驗，驗證傳感器故錯控制方法。實驗平臺參數(shù)如表 5-1 所示，實驗平臺如圖 5-1 所示，電機同軸連接。通過 STM32F103VBARM 實現(xiàn)控制算法，對永磁同制。表 5-1 永磁同步電機參數(shù)參數(shù)類型 數(shù)值 參數(shù)類型 數(shù)值額定功率 1.0kW d 軸電感 7.9mH額定電壓 220V q 軸電感 11.7mH額定轉(zhuǎn)速 3000r/min 定子電阻 1.48Ω極對數(shù) 3 轉(zhuǎn)子磁鏈 0.374Wb
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM341

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2699345