交流永磁同步电机初始位置辨识与伺服控制策略研究

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1、分类号学号M201171911学校代码10487密级硕士学位论文交流永磁同步电机初始位置辨识与伺服控制策略研究学位申请人：杨亮亮学科专业：控制理论与控制工程指导教师：李叶松教授答辩日期：2014年2月17日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyofInitialPositionIdentificationandServoControlStrategyonACPMSMContro

2、lMethodsCandidate:YangLiangliangMajor:ControlTheoryandControlEngineeringSupervisor:Prof.LiYesongHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaFebruary,2014独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文

3、的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导

4、教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要全数字交流伺服驱动系统已被广泛应用在各个高科技领域。其中微电子、控制理论、材料以及制造工艺等相关基础技术的进步，为实现高性能伺服控制提供了重要支持。针对交流伺服系统实际应用中的功能和性能要求，本文研究内容主要分为三个部分。首先，以永磁同步电机为研究对象，阐述了数学模型及矢量控制的基本原理，建立simulink仿真模型。同时以ARMCortex-M4为核心处理器设计了伺服系统的平台，描述了包括芯片特性分析、片上资源分配、以及整个控制软件系统程序的流程等。其次，研究分析了永磁同步电机无

5、绝对位置传感器信号的转子起始位置判断方法。根据磁饱和原理分析定子绕组电感的特点，设计了检测方法及程序流程，并通过实验验证了该方法的可行性。最后，从高性能的转矩或速度伺服控制要求出发，对电流环与速度环的控制策略进行研究。在电流环控制策略方面研究了PI+PR的复合控制方法，以抑制PWM死区、磁饱和以及制造工艺等因素在电流环所引起的谐波影响。考虑到电机实际应用中存在由齿槽转矩、传动机构问题引起的转矩波动，所以在速度环控制方法上研究变增益的方法来动态改变控制器的零点配置，以抑制转矩扰动。同时，在速度PI调节器中采用积分预测的方

6、法进行抗饱和处理，并与其它的积分抗饱和方法进行对比，最终通过实验与仿真进行有效性验证，并对实验结果进行深入分析。关键字：永磁同步电机初始位置检测比例谐振控制变增益控制抗积分饱和IAbstractThedigitalACservodrivesystemisthekeyelementsinvarioushigh-techfields.Benefitfromthedevelopementsoftheunderlyingtechniquesinmicroelectronics,mordencontroltheorey,mate

7、rialsandmanufacturingprocesses,theimportantmethodstorealizethehighservocontrolperformancecouldbesupported.Thecontentofthisthesisismainlydividedintothreeparts.Firstly,thePMSMastheobjectofresearch,itsmodelandthecontrolmethodsareanalysed,andthenestablishthesimulati

8、onmodel.Atthesametime,thehardwaredesignofPMSMservodrivesystemwiththeARMcortex-M4isintroduced,includingthechipperipherals,on-chipresourceallocation,andtheflowofthewhol