永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统的研究

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1、分类号：单位代码：密级学号：硕士学位论文中文论文题目：永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统的英文论文题目：申请人姓名：±指导教师：黄进专业名称：电机与电器研究方向：一永磁同步电机控制所在学院：—申气工程学完申请人单位：浙江大学论文提交日期：年月永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统的研究论文作者签名：、指导教师签名论文评阅人琴芬教授；江大学评阋人潘再平教授浙江大学评阅人敏副教授浙江科技学境、答辩委：‘妥；：任友教授浙江大学委员黄进教授浙江大学委员童玮副教授■茔：—委扬冢强畐丨；教授潘￡六；举：：本文受国家重点基础研究发展计划（计划）资

2、助项目名称：高效能电机系统可靠运行与智能控制基础研究项目编号：浙江大学研究生学位论文独创性声明吏明呈交学位论文是本人在导荀指导下进行的乐究工作取得的硏究成萸。除了文中時积扣以标注和致《的地方外，论中不包含其他、已经发丧咸撰过的研究安果浙江大学戚其敢育机柘约幸或证书而使用过的噠々。与我一同工的同乏本斫究斫敎的任何贡髮均巳在论文中作了明确的说明并表示学论文作者签名：象後签字曰期：年月学位论文版衩使用授权书本举丨论文作宪全了浙江大学找保留并向国宋有关「门或（它本论？：的复印件和磁盘，允许论文键查阄和借阉。本人授权浙江大学以将学位论文的全部

3、或咅：；分内容入有关数据库进行检索和传播，丐以采用裏印、；智印或扫描等更制手段保存、汇编学倥论文。密的学位乂在鲜王谨—喪权书学位论文作者签￠贫、导签名签字期：工啦手月字期：￡月浙江大学硕士学位论文摘要摘要永磁同步电机（具有功率密度大、结构简单、效率高等诸多优点，在家用电器领域得到了广泛应用。为了实现永磁同步电机的高性能控制，需要获取准确的转子位置信息，但机械式位置传感器的安装会带来成本上升、体积增加、维护困难等问题。为此，本文对永磁同步电机的无位置传感器矢量控制策略进行了研究，设计了无位置传感器控制整体方案，这对实现永磁同步电机无位

4、置传感器控制实用化具有重要意义。本文的主要研究工作包括：一、研究了永磁同步电机转子位置及转速估计算法。针对磁链观测器算法的直流偏置问题，采用低通滤波器代替纯积分器，并在极坐标系下对其相位及幅值误差分别进行补偿，提高了观测精度。基于电机数学摸型设计了滑摸观测器算法，研究了削弱抖振的方法，采用锁相环模块改善观测效果。结合实验结果，对两种算法进行了分析比较，并选取磁链观测器法作为本方案的位置及转速估计算法。二、对无位置传感器宽调速范围运行控制进行了研究，设计了控制系统整体方案。分析了控制和控制这两种低速开环启动方法，针对洗衣机工况特点，采

5、取控制方式进行启动，从而避免启动过程出现过流、失步等故障情况，并设计了新的状态切换策略，保证系统平滑可靠地从开环启动模式切换至矢量控制闭环模式。研究了弱磁扩速技术，对弱磁原理及过程进行了分析，采用了直轴电流直接给定方法进行弱磁控制。最后，对无位置传感器控制系统整体方案的具体实现进行了分析和设计。三、基于完成了软硬件系统设计，实现了本文所提出的无位置传感器矢量控制方案，并将其应用在变频洗衣机平台上。实验结果证明，控制系统能够可靠稳定运行，控制性能良好，噪声小，具有较大的实用价值。关键字：永磁同步电机，无位置传感器，磁链观测器，滑模观测

6、器，启动策略，控制，弱磁控制浙江大学硕士学位论文，，，，浙江大学碩士学位论文，，浙江大学硕士学位论文目录目录摘要图表索引第章绪论课题背景及意义永磁同步电机控制研究概况永磁同步电机分类永磁同步电机数学模型永磁同步电机矢量控制技术技术国内外无位置传感器控制方法的研究概况本文研究内容第章永磁同步电机转子位置及转速估计算法基于磁链观测器法的无位置传感器控制磁链观测器法工作原理磁链估算误差补偿方法基于滑模观测器的无位置传感器控制滑模变结构控制工作原理滑模观测器设计及改进滑模观测器鲁棒性分析两种算法的实验对比及方案确立本章小结第章无位置传感器宽

7、调速范围运行控制策略低速开环启动策略控制控制浙江大学硕士学位论文目录启动方案比较和确立状态切换过程分析弱磁调速技术电压电流极限圆弱磁原理及过程弱磁控制策略控制系统整体方案实现本章小结第章无位置传感器控制系统实验平台设计硬件电路设计滤波电路及整流电路电源电路逆变电路控制芯片信号采集模块通讯电路模块控制系统软件设计主程序：中断子程序实验结果分析本章小结第章总结与展望在学期间研究成果及发表论文情况麟参考文献浙江大学硕士学位论文图表索引图表索引图永磁同步电机实物图图永磁同步电机转子结构图图外转子表贴式永磁同步电机模型图矢量控制系统结构图图电

8、压空间矢量图图模型参考自适应模型结构图图带饱和反馈的误差补偿环节图定转子磁链矢量关系图图改进型磁链观测器结构图图滑摸运动的存在条件图符号函数示意图图饱和函数示意图图锁相环实现框图图锁相环等效图图滑模观测器实现框图图磁链观测器空载转速观