PMLSM无传感器控制在垂直提升系统中的应用研究

摘要

本文对无传感器矢量控制系统进行了研究，主要做了如下研究工作: 一、在深入分析永磁直线同步电机电磁关系的基础上，建立了d、q轴坐标系下的数学模型，分析了不同模型间相互转换的方法。介绍了永磁直线同步电机的矢量控制原理。 二、对基于模型参考自适应法的动子位置自检测方法进行了详细的理论分析，利用电动机本身的模型和定子电流方程得到电动机转速的模型参考自适应辨识算法，设计了基于模型参考自适应(MRAS)的无传感器矢量控制系统。研究了直线电机由于铁心开断引起的边端效应对电机的影响，提出了考虑动态纵向边端效应直线电机矢量控制的方法。 三、利用MatLab/Simulink软件对基于该速度辨识模型的无传感器电机矢量控制系统进行了详细的仿真研究。仿真结果验证了基于MRAS速度辨识模型具有令人满意的辨识精度和动态性能。 四、详细介绍了空间电压矢量PWM的原理及其算法实现。 最后本文还完成了在以数字信号处理器TMS332OLF2407A为核心的无传感器矢量控制系统硬件基础上，控制系统软件的设计。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪 论

1.1 课题的背景及意义

1.2 PMLSM的发展及在垂直提升系统中的作用

1.2.1 直线电机的结构与原理

1.2.2 PMLSM的发展

1.2.3 PMLSM在垂直提升系统中的作用

1.3 PMLSM无传感器自检测技术

1.4 本文研究的主要内容

第二章 PMLSM的数学模型及矢量控制技术

2.1 坐标变换

2.2 PMLSM的dq轴数学模型

2.3 PMLSM的矢量控制

2.3.1 PMLSM矢量控制原理

2.3.2 PMLSM的矢量变换控制

2.4 本章小结

第三章 基于模型参考自适应无传感器控制系统设计

3.1 模型参考自适应法的基本理论

3.1.1 模型参考自适应法的基本结构

3.1.2 基于超稳定性和正实性系统的设计原理

3.2 应用超稳定性理论设计模型参考自适应系统

3.3 考虑电机动态纵向边端效应的控制系统设计

3.3.1 直线电机的边端效应

3.3.2 考虑动态纵向边端效应PMLSM的数学模型

3.3.3 无传感器自检测的实现

3.4 本章小结

第四章 无传感器矢量控制系统的仿真研究

4.1 速度、电流双闭环控制系统仿真结果

4.2 加入位置控制环时仿真结果

4.3 本章小结

第五章 SVPWM调制策略

5.1 SVPWM原理

5.1.1 三相电压方程

5.1.2 状态功率桥的应用

5.1.3(α,β)轴系初级电压方程

5.1.4 定子参考电压Vs合成方案

5.1.5 扇区判断

5.2 空间电压矢量算法实现

5.2.1 生成SVPWM的方案

5.2.2 计算生成SVPWM的步骤

5.3 本章小结

第六章 PMLSM无传感器矢量控制运行研究

6.1 实验系统的硬件设计

6.2 实验系统的软件设计

6.2.1 电流检测模块

6.2.2 PI调节器模块

6.2.3 查表模块

6.3 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 全文总结

7.2 下一步要做的工作

7.3 展望

参考文献

附录

致 谢