本文關鍵詞：永磁同步電機無電流傳感器矢量控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：電驅(qū)動設備的大力發(fā)展是世界各國針對能源交通戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型所采取的一項重要措施,目前該領域所面臨的兩大主要問題之一是控制系統(tǒng)的安全性和可靠性,永磁同步電機作為電驅(qū)動系統(tǒng)的主流電機之一,其安全穩(wěn)定性問題自然成為現(xiàn)在的研究熱點。能夠影響電驅(qū)動系統(tǒng)的安全可靠性因素非常多,如工作環(huán)境、電機本身結構缺陷、控制策略等。本文主要是從慣用的電機控制技術的結構特點入手,針對表貼式永磁同步電機矢量控制結構中的多個物理傳感器所帶來的安全隱患提出一種電流估計方案,從而實現(xiàn)該驅(qū)動系統(tǒng)的無電流傳感器矢量控制,并對此方案設計了一系列的仿真和實驗來加以驗證。本課題首先對永磁同步電機的構造特點與分類,以及經(jīng)坐標變換后在不同的坐標系下動態(tài)數(shù)學模型進行詳細介紹。采用比較新穎的電壓矢量控制策略,根據(jù)該種控制結構以及電機模型的強耦合非線性特點,結合控制比較靈活的反推控制技術提出了一種新型自適應反推式觀測器,運用該觀測器替代傳統(tǒng)的電流傳感器對電機的d-q軸定子電流和電阻進行估計,為消除或者削弱電機參數(shù)波動對估計的結果造成的影響,設計了一種旋轉(zhuǎn)電動勢偏差補償方案,來提高觀測器的估計能力和控制的實時性。為驗證觀測器對電機定子電流的估計性能,分別構建了SPMSM驅(qū)動系統(tǒng)的有電流傳感器和無電流傳感器矢量控制結構的Matlab/Simulink仿真模型,仿真比較結果證明該方案可以快速跟蹤d-q軸定子電流的給定值,且估計電流含有的諧波成分很少、動態(tài)性能好、抗干擾能力強,且控制靈活。最后在實驗室環(huán)境下搭建了SPMSM驅(qū)動系統(tǒng)的無電流傳感器電壓空間矢量控制結構來驗證該理論的正確性以及系統(tǒng)的可行性,分別設計了以新型帶浮點處理功能的DSPF28335為主控制器的硬件外圍電路和在CCS V5.0環(huán)境下用C語言進行編寫的控制系統(tǒng)的軟件程序,并且對SVPWM、主要的調(diào)節(jié)器以及反推自適應觀測器的數(shù)字化進行了具體介紹,最終完成了本課題算法的實驗驗證,實現(xiàn)了表貼式永磁同步驅(qū)動系統(tǒng)的無電流傳感器電壓空間矢量控制,并對實驗的波形進行簡要的分析總結,該研究對實際應用具有一定的參考價值。
【關鍵詞】：表貼式永磁同步電機 反推自適應觀測器 定子電流估計 電壓空間矢量調(diào)制
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM341;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀概述10-11
• 1.3 控制策略概述11-13
• 1.4 本論文的研究結構和內(nèi)容13-14
• 2 永磁同步電機動態(tài)模型及SVPWM控制原理14-29
• 2.1 永磁同步電機構造與分類14-15
• 2.2 永磁同步電機動態(tài)數(shù)學模型15-20
• 2.2.1 三相靜止坐標系下PMSM數(shù)學模型15-17
• 2.2.2 坐標變換17-19
• 2.2.3 d-q坐標系中PMSM在的動態(tài)模型19-20
• 2.3 電壓空間矢量控制算法20-28
• 2.3.1 SVPWM基本思想20
• 2.3.2 SVPWM基本原理及公式20-26
• 2.3.3 三相PWM波具體實現(xiàn)26-28
• 2.4 本章小結28-29
• 3 基于反推式自適應觀測器的電流估計方法29-40
• 3.1 反推式技術理論及特點29-30
• 3.1.1 反推式技術概述29
• 3.1.2 反推式技術設計方案及特點29-30
• 3.2 新型自適應反推式觀測器的設計30-32
• 3.3 偏差補償32-33
• 3.4 反推自適應觀測器仿真及分析33-39
• 3.5 本章小結39-40
• 4 SPMSM的無電流傳感器系統(tǒng)實驗平臺設計40-56
• 4.1 系統(tǒng)的硬件部分設計40-46
• 4.1.1 系統(tǒng)電源部分41-43
• 4.1.2 信號檢測電路43-44
• 4.1.3 主控制器TMS320F2833544-45
• 4.1.4 功率驅(qū)動電路設計45-46
• 4.2 SPMSM無電流傳感器矢量控制的軟件設計46-51
• 4.2.1 系統(tǒng)主程序設計46-47
• 4.2.2 中斷服務子程序設計47-48
• 4.2.3 定子電流估計程序設計48-49
• 4.2.4 數(shù)字化PI調(diào)節(jié)器49-50
• 4.2.5 SVPWM算法的具體實現(xiàn)50-51
• 4.3 實驗的結果與分析51-55
• 4.3.1 實驗平臺介紹51-52
• 4.3.2 實驗結果52-55
• 4.3.3 實驗結果分析55
• 4.4 本章小結55-56
• 結論56-57
• 參考文獻57-59
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況59-60
• 致謝60-61

【參考文獻】

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本文編號：796033