永磁无刷电机驱动控制系统研究

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1、⑧保密★2年申请同济大学工学博士学位论文永磁无刷电机驱动控制系统研究培养单位：交通运输工程学院一级学科：交通运输工程二级学科：载运工具运用工程研究生：胡波指导教师：刘友梅院士副指导教师：徐国卿教授二oO九年五月、⑧Adissertationsubmittedto／'／／l—a／I／／．I／l，黝v／$vgl了,l／11Ull／6／／／ll／保密-k2年TongjiUniversityinconformitywiththerequirementsforthedegreeofDoctorofPhilosophyResearch

2、onControlSystemforPermanentMagnetBrushlessMororSchool：SchoolofTansportationEngineeringDiscipline：TansportationEngineeringMajor：TransportFacilityExertionEngineeringCandidate：BoHuSupervisor：Acad．-You—MeiLiuProf．Guo—QingXuMay,2009学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规

3、定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。学位论文作者签名：年月日{j(同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论

4、文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：辞己往年尸月岔7日摘要永磁同步电机以其体积小、效率高、可靠性好以及对环境的适应性强等诸多优点，在各种高性能驱动系统中得到了广泛应用。永磁同步电机的无传感器控制技术是当前电机控制技术领域的研究热点之一。无传感器控制技术不但能降低系统的成本，而且能够提高系统的可靠性。无传感器控制技术的研究在高速电机、微型电机、航空航天、

5、水下机器人、家用电器等一些特殊场合具有重要的意义。本文以国家“863”项目“车用多模式永磁驱动电机系统”的子课题“燃料电池轿车空调驱动器的研制”为背景，对电动汽车的空调电机无传感器驱动技术进行了研究，重点解决永磁同步电机转子位置检测和无传感器矢量控制等问题。本文的主要研究内容如下：第一，在分析电机数学模型的基础上，对永磁同步电机的矢量控制和直接转矩控制技术进行阐述，并对电机的各种工况进行讨论，为后续章节电机转子位置检测和无传感器矢量控制打下基础。第二，针对扩展卡尔曼滤波法计算量较大以及模型参考自适应法起动阶段实时性较差的问

6、题，论文引入滑模观测器法检测永磁同步电机转子位置，并对基于永磁同步电机的定子电流滑模观测器展开讨论，提出了基于模型参考自适应的转速估算方法，并对转子位置和速度估算进行仿真和误差分析，在此基础上，对永磁同步电机在各种转速和负载工况下的转子位置和速度识别进行试验研究。第三，由于永磁同步电机的非线性、强耦合的特点，模糊控制技术非常适用于电机矢量控制中的速度调节器。为解决传统模糊控制器存在极限环振荡和稳态性能较差的问题，进一步缩短过渡过程，论文提出了基于智能积分(非线性积分)的混合模糊控制器，并对基于智能积分的永磁同步电机混合模糊

7、速度控制器进行仿真和试验。最后，基于DSP设计和实现了电动汽车空调PMSM无传感器矢量控制驱动系统，并研制了样机。摘要关键词：永磁同步电机，滑模观测器，智能积分，混合模糊控制AbstractABSTRACTPermanentMagnetSynchronousMotor(PMSM)，whichpossessesmanyattractivecharacteristicsofsmallsize，highefficiency,highreliability,andstrongadaptability,hasgainedanincr

8、easingpopulationforawidelyvarietyofdrivesystemswithhighperformance．ThesensorlesscontroltechnologyofPMSM，inparticular’hasbeenafocusofmotorcontrolinrecent