無直流母線電壓傳感器的永磁同步電機控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著稀土永磁體和電力電子技術(shù)的大力發(fā)展，PMSM(Permanent Magnet SynchronousMotors，永磁同步電機)被廣泛應(yīng)用在工業(yè)、交通、軍事、航空等重要領(lǐng)域。對于一個完整的PMSM控制系統(tǒng)而言，需要多個傳感器來傳遞信息，然而傳感器的安裝不僅增加了整個系統(tǒng)的成本和體積，而且傳感器容易受工作環(huán)境影響會降低系統(tǒng)的可靠性。若傳感器出故障，則需要用其余健康信息來重構(gòu)這個故障信息。其中直流母線電壓值不僅影響著控制系統(tǒng)中的逆變器

2、容量、成本等，而且與PMSM的設(shè)計和運行性能都密切相關(guān)，是電力驅(qū)動系統(tǒng)的一個重要參數(shù)，因此本文針對無直流母線電壓傳感器的PMSM控制系統(tǒng)進行研究。
　　對于PMSM控制系統(tǒng)而言，VC(Vector Control，矢量控制)和DTC(Direct TorqueControl，直接轉(zhuǎn)矩控制)是目前比較成熟的兩大控制方法。VC以坐標變換為基礎(chǔ)，實現(xiàn)了對磁場和轉(zhuǎn)矩的解耦控制，而DTC在靜止坐標系下直接實現(xiàn)磁鏈計算和電機轉(zhuǎn)矩控制。近年來發(fā)

3、展了一種MPCC(Model Predictive Current Control，模型預(yù)測電流控制)的控制方式，它可以提高速度響應(yīng)，減小轉(zhuǎn)矩脈動。本文主要采用MPCC和VC策略來控制無直流母線電壓傳感器的PMSM系統(tǒng)。
　　本文主要研究內(nèi)容分為以下幾個方面:
　　(1)在PMSM矢量控制系統(tǒng)下設(shè)計了模型參考自適應(yīng)觀測器，用它來代替直流母線電壓傳感器傳遞直流母線電壓信息。此外進行觀測器的改進，設(shè)計了滑模模型參考自適應(yīng)直流母線

4、電壓觀測器，并分別在速度、轉(zhuǎn)矩、定子電阻、定子電感變化的情況下驗證了后者觀測器較良好的觀測性能。
　　(2)在帶有滑模模型參考自適應(yīng)直流母線電壓觀測器的PMSM矢量控制系統(tǒng)中，分別設(shè)計了電流和速度的積分滑模調(diào)節(jié)器，并在不同情況下(變化情況同(1)所述）驗證其比PI調(diào)節(jié)器有優(yōu)越的抗擾動性能。
　　(3)將MPCC系統(tǒng)與VC系統(tǒng)進行仿真對比，并設(shè)計了基于積分滑模調(diào)節(jié)器和滑模模型參考自適應(yīng)觀測器的PMSMMPCC系統(tǒng)，并在不同情況