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永磁交流伺服系统因其自身的一些优点,在数控机床、工业机器人等领域中取得日益广泛的应用。同时,无位置传感器永磁同步电动机的矢量控制方法也成为研究中的一个热点。本文在对无位置传感器控制策略中的一些关键问题进行深入研究的基础上,提出了一套切实可行的无位置传感器控制方案。在分析永磁同步电动机(PMSM)的数学模型基础上,建立了具有空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)模块的永磁同步电动机控制系统Matlab仿真模型,基于该仿真模型,可以对无位置传感器控制算法的合理性进行验证,从而加快实际系统的设计和调试过程。将卡尔曼最优估计原理应用到交流永磁同步电动机伺服系统中,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电动机无位置传感器调速系统的状态估计方法。结合卡尔曼滤波原理,通过在α?β坐标系下对电机非线性方程进行线性化,给出了一种对永磁电机的转子位置角和转速进行实时在线最优估计的方法。该方法具有优良的转子位置和转速跟踪特性,同时系统具有较强的抗负载扰动性能和较佳的控制性能。仿真结果证明了该方法的有效性。在推导基于估计坐标系的永磁同步电动机模型基础上,提出了PMSM无位置传感器矢量控制的一种新的状态估计方法。该方法将电气稳态操作概念引入电机的状态估计中,有效解决了暂态过程中转子速度、位置估计不精确的问题。该状态估计算法简单,具有计算量小,易于数字化实现的特点。在讨论状态估计算法对电机参数依赖性的基础上,给出了估计误差补偿算法。仿真和实验结果证明了上述结论。针对无位置传感器控制方法无法检测电机转子初始位置进而无法顺利启动的问题,本文提出一种利用恒定的定子磁场将永磁转子进行初始定位,然后利用旋转磁场锁定转子位置的新起动方法。实验证明,该方法可以准确的获得转子初始位置,使起动更平稳。在上述工作基础上,本文以TI公司最新推出的电机专用微处理器TMS320LF2407A DSP为控制核心,辅以必要的硬件,设计完成了一套完整的PMSM全数字驱动系统,对无位置传感器控制策略进行了实验研究。并设计了DSP的CAN模块与DSP的接口,通过设计相应的上位机监控软件,实现了DSP与上位机的通讯。