永磁同步電機(jī)無速度傳感器控制的研究

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1、國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TM343國(guó)際圖書分類號(hào)：621．3西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文密級(jí)：公開年姓專業(yè)電力電王皇電力籩動(dòng)指導(dǎo)老師鄞直生副塾援二零一四年五月ClassifiedIndex：TM343U．D．C：621．3SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHONSPEEDSENSORLESSCONTROLOFPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMOTORGrade：2011Candidate：RenXiaogangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineer

2、ingSpeciality：PowerElectrics＆PowerDrivesSupervisor：Associate．ProfessorGuoYuhuaMay,2014西南交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)西南交通大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)印手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1．保密口，在年解密后適用本授權(quán)書；．不保密形使用本授權(quán)書。(請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“、／”)學(xué)

3、位論文作者簽名：似目’／指導(dǎo)老師簽名日期：切／牛5．矽日期：7j，矽．r·易秒西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文主要工作(貢獻(xiàn))聲明本人在學(xué)位論文中所做的主要工作或貢獻(xiàn)如下：1．深入研究了永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制算法，并在此基礎(chǔ)上采用了電壓前饋的電流環(huán)；在MATLAB中，對(duì)永磁同步電機(jī)矢量控制及改進(jìn)型矢量控制進(jìn)行了仿真對(duì)比。結(jié)果證明，采用電壓前饋的電流環(huán)可以加快系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。2．研究了模型參考自適應(yīng)(MRAS)理論，采用該理論設(shè)計(jì)了一種高性能的電機(jī)轉(zhuǎn)子速度辨識(shí)方案。搭建了基于MRAS的永磁同步電機(jī)矢量控制仿真模型，通過與有速度傳感器矢量控制的仿真對(duì)比，驗(yàn)證該方案的可行性

4、。3．調(diào)試DSP+FPGA主控板，設(shè)計(jì)合理的信號(hào)調(diào)理電路。完成永磁同步電機(jī)有速度傳感器及無速度傳感器控制的軟件編程及調(diào)試。4．搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)永磁同步電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試，驗(yàn)證了永磁同步電機(jī)矢量控制及MRAS無速度傳感器算法的正確性。本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確說明。本人完全了解違反上述聲明所引起的一切法律責(zé)任將由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：刷凼墨目t／日期：陽lq-,．5．2,a西南交通大

5、學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1頁摘要永磁同步電動(dòng)機(jī)有著高效率、大轉(zhuǎn)矩、制中受到廣泛的應(yīng)用。在電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，體積小等優(yōu)點(diǎn)，因此在交流傳動(dòng)、伺服控使用光電編碼器來采集轉(zhuǎn)速信息。但是采用機(jī)械裝置會(huì)增加系統(tǒng)的成本。因此無速度傳感器控制方案成為永磁同步電機(jī)研究的熱點(diǎn)之一。本文通過對(duì)模型參考自適應(yīng)理論的研究，設(shè)計(jì)了一種基于模型參考自適應(yīng)理論的高精度永磁同步電機(jī)無速度傳感器矢量控制算法。本文首先介紹了永磁同步電機(jī)無速度傳感器的主流控制方法以及永磁同步電機(jī)變頻調(diào)速方法。對(duì)永磁同步電機(jī)在三種不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了詳細(xì)分析；對(duì)永磁同步電機(jī)基于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制進(jìn)行了深入的研究；針對(duì)電流

6、環(huán)采用的傳統(tǒng)PI調(diào)節(jié)器動(dòng)態(tài)性能不足的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種基于電流補(bǔ)償?shù)母倪M(jìn)型PI調(diào)節(jié)器。通過對(duì)比使用兩種不同調(diào)節(jié)器的矢量控制仿真結(jié)果表明，采用電流補(bǔ)償?shù)腜I調(diào)節(jié)器可使永磁同步電機(jī)具有更好的動(dòng)態(tài)性能、抗干擾能力更強(qiáng)，驗(yàn)證了改進(jìn)型PI調(diào)節(jié)器的正確性。其次，開展了永磁同步電機(jī)無速度傳感器理論的詳細(xì)研究，在仿真軟件中對(duì)模型參考自適應(yīng)方式的速度識(shí)別搭建了仿真模型。仿真分析了永磁同步電機(jī)無速度傳感器矢量控制在不同工況下以及定子參數(shù)變化下的速度辨識(shí)特性及電機(jī)運(yùn)行性能，通過與有速度傳感器的仿真對(duì)比，結(jié)果表明基于模型參考自適應(yīng)理論設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子速度識(shí)別方法其轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩性能優(yōu)良，驗(yàn)證了算法的可行性

7、與優(yōu)越性。但是該速度識(shí)別方法會(huì)受到電機(jī)定子電阻影響，并且降低電機(jī)系統(tǒng)的響應(yīng)。最后，基于永磁同步電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)有速度傳感器及無速度傳感器矢量控制進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。通過對(duì)控制器的軟件和硬件調(diào)試與改進(jìn)，對(duì)比了兩種控制方法下的電機(jī)轉(zhuǎn)速響應(yīng)波形，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的永磁同步電機(jī)無速度傳感器方案的正確性及可靠性。關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)；電流補(bǔ)償；模型參考自適應(yīng)；無速度傳感器西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1l頁AbstractPermanentmagnetsynchronousmotorsarewidelyusedinACdrives，servomotorsby