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永磁交流伺服系统的无位置传感器控制研究

作　者: 熊小娟
导　师: 李东波
学　校: 南京理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 永磁交流电机无位置传感器滑模观测器 SVPWM算法矢量控制
分类号: TM34
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文致力于基于滑模观测器的永磁交流伺服系统无位置传感器控制仿真和实验研究。首先介绍了本文所涉及到的永磁交流电机控制和滑模变结构理论。并在此基础上建立了基于Matlab/Simulink仿真分析模型,对一台1.6kw永磁交流电机进行仿真,仿真结果表明,采用滑模观测器的理论参数,模型获得的转子位置重构信息在轻载时不收敛,重载时误差较大。接着,利用仿真模型进一步研究了滑模观测器参数和滤波参数与位置估算误差之间的关系,并给出了一种改进的滑模观测器。接着给出了系统样机的硬件结构和被控对象参数,介绍了系统样机的软件设计和架构,着重讨论了系统样机软件中的PID数字调节器,数值处理和SVPWM算法的实现。最后进行了实验研究。针对有位置传感器的系统对比分析了常规PI调节器,变结构PI调节器和微分反馈PI调节器对系统空载动态性能响应时间和超调量的影响。并在此基础上进一步研究了无速度位置传感器的控制策略,探讨了不同负载不同转速下,采用滑模观测器得到的位置和速度重构结果,并针对零速启动问题,给出了采用变速变频启动切换的方法。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
1 绪论  7-10
  1.1 研究背景和意义  7
  1.2 永磁交流伺服无位置传感器研究现状  7-8
  1.3 本课题研究的目的和内容  8-10
2 永磁交流伺服系统的建模与仿真  10-27
  2.1 滑模观测器理论  10-11
  2.2 永磁交流伺服系统无位置传感器仿真研究  11-23
    2.2.1 系统结构  12-13
    2.2.2 SVPWM策略的伺服系统模型  13
    2.2.3 滑模观测器模型  13-14
    2.2.4 参数整定与优化  14-23
  2.3 滑动模块观测器改进  23-26
  2.4 本章小结  26-27
3 永磁交流伺服系统的实现  27-50
  3.1 硬件结构  27-38
    3.1.1 辅助电源  28-35
    3.1.2 接口电路  35-36
    3.1.3 DSP存储器扩展  36-37
    3.1.4 PWM驱动锁存电路  37
    3.1.5 隔离驱动  37-38
  3.2 软件设计  38-42
  3.3 PID数字调节器  42-43
  3.4 数值处理  43-44
  3.5 SVPWM算法的实现  44-49
  3.6 本章小结  49-50
4 永磁交流伺服系统实验研究  50-57
  4.1 有位置传感器实验研究  50-51
  4.2 无位置传感器实验研究  51-56
    4.2.1 旋转变压器信号闭环  51-53
    4.2.2 无位置传感器闭环  53-55
    4.2.3 启动问题  55-56
  4.3 本章小结  56-57
5 总结与展望  57-58
  5.1 工作总结  57
  5.2 后续研究工作展望  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-61

永磁交流伺服系统的无位置传感器控制研究

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