基于滑模自适应的PMSM无速度传感器矢量控制研究

摘要

永磁同步电机（Permanent magnet synchronous motor，PMSM）的精确控制需要转子位置信息，但是设备的体积、转轴惯量与整体造价都会因为速度传感器的应用在很大程度上有所增加，影响系统的动静态特性，降低系统鲁棒性，制约PMSM应用范围。理论上电机的转速和转子位置角度可以通过电机的电压和电流实时计算出来，因此，PMSM无速度传感器控制成为了现今电机控制领域的热点研究问题。
　　本文的研究是建立在id=0的转子磁场定向控制的PMSM矢量控制基础上。在模型参考自适应(model reference adaptive system，MRAS)方法的基础上引入滑模变结构控制，构成滑模变结构MRAS速度观测器，对PMSM的转速与位置进行在线辨识。该方法以PMSM定子磁链模型作为可调模型，永磁同步电机本身作为参考模型，利用两模型输出的误差构造一个滑模面，再应用变结构控制寻找等效速度。仿真结果表明，所构造的PMSM滑模变结构MRAS速度观测器具有较强的鲁棒性和令人满意的动静态性能。
　　最后以TMS320F2812DSP为核心，完成了整个系统的设计与实验。首先对系统的主电路与控制电路进行了研究与分析，接着给出了系统的软件实现方案，并搭建了PMSM的实验平台，对该系统进行调试，实验结果证明了研究方法的正确性、可行性和稳态速度估计的准确性。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景与意义

1．2 PMSM控制技术的发展

1．3 PMSM无传感器控制技术

1．4 论文的主要研究内容

2 PMSM的结构及矢量控制原理

2．1 PMSM的结构与工作原理

2．2 PMSM的数学模型

2．3 永磁同步电机矢量控制

2．4 本章小结

3 基于MATLAB的永磁同步电机仿真模型

3．1 直角坐标系二电平广义逆变器SVPWM波

3．2 直角坐标系SVPWM基本概念

3．3 SVPWM的算法实现

3．4 PMSM调速系统仿真模型

3．5 仿真结果及分析

3．6 本章小结

4 基于变结构MRAS的PMSM矢量控制系统

4．1 MRAS速度观测器的实现

4．2 变结构MRAS速度观测器的实现

4．3 抖振的消除

4．4 PMSM滑模变结构MRAS控制系统仿真及分析

4．5 本章小结

5 基于TMS320F2812的PMSM系统的设计

5．1 系统的硬件组成

5．2 系统主电路

5．3 控制电路的设计

5．4 系统软件实现

5．5 实验结果

5．6 本章小结

结论与展望

参考文献

作者简历

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