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随着国民经济的快速发展,轨道交通驱动系统对驱动系统的性能、体积、成本、可靠性等方面提出了越来越高的要求。直线电机能够产生直线运动,省去了中间传动环节的执行机构,得到越来越多的应用。磁通切换型永磁直线(LFSPM)电机的永磁体和电枢绕组置于短动子侧,而长定子仅由导磁铁芯组成。该电机结合了永磁同步直线电机高功率密度、高效率和开关磁阻直线电机次级结构简单的优点,更适合于轨道交通等长距离驱动系统。LFSPM电机高性能矢量控制需要动子位置与速度信息。如果沿长距离轨道铺设光栅尺等位置传感器,不仅增加系统成本,而且降低了可靠性。因而研究LFSPM电机无位置传感器控制是该类电机能否应用于轨道交通驱动系统的关键,不仅具有重要的学术意义,而且具有重要的工程应用价值。本文首先阐述课题的研究背景与意义,对国内外交流永磁电机无位置传感器控制算法进行了概述。其次分析LFSPM电机的基本结构和工作原理。在dq坐标系中建立了LFSPM电机数学模型,选取id=0矢量控制策略。搭建了带位置传感器LFSPM电机矢量控制系统的仿真模型,对控制系统进行仿真验证,并在实验平台上进行了实验验证。接着针对新型LFSPM电机,提出LFSPM电机基于滑模观测器法无位置传感器控制系统;分析并研究LFSPM电机无位置传感器控制系统的可行性与有效性。为减小系统抖振,本文中滑模观测器采用sigmoid函数代替开关函数作为滑模控制率。在此基础上,搭建了控制系统仿真模型进行仿真分析,之后进行实验研究。仿真与实验结果验证了所提出控制系统的可行性。然后提出利用扩展卡尔曼滤波器法估算LFSPM电机动子位置与速度,通过建立用于状态估算的LFSPM电机空间状态方程,详细推导了扩展卡尔曼滤波器法估算动子位置与速度的步骤。之后根据大量仿真与实验结果,深入分析研究基于扩展卡尔曼滤波器法LFSPM电机无位置传感器控制系统的估算精度与控制性能,实现该电机从零速启动无位置传感器控制。最后设计了LFSPM电机无位置传感器驱动控制实验平台,详细说明控制系统的硬件电路以及软件系统,为本文的实验研究奠定了一定的基础。