【摘 要】
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永磁同步电机(Permanet Magnet Synchronous Motor,PMSM)相对于普通的交流电机而言,有着效率高、体积小、重量轻与静谧性好等优点,已被广泛的应用到工农业领域。目前,PMSM调速系统大多数采用双闭环矢量控制系统,当负载与给定转速发生变化时,速度环PI调节器对转速调控还存在一定的不足。同时机械式传感器的安装不仅增加了控制系统成本,也限制了电机的应用场合。针对以上两个问题
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永磁同步电机(Permanet Magnet Synchronous Motor,PMSM)相对于普通的交流电机而言,有着效率高、体积小、重量轻与静谧性好等优点,已被广泛的应用到工农业领域。目前,PMSM调速系统大多数采用双闭环矢量控制系统,当负载与给定转速发生变化时,速度环PI调节器对转速调控还存在一定的不足。同时机械式传感器的安装不仅增加了控制系统成本,也限制了电机的应用场合。针对以上两个问题,本文主要内容如下:首先介绍PMSM的结构分类与三种坐标系下数学模型,根据矢量控制原理和空间矢量脉宽调制技术建立起PMSM矢量控制系统,并验证其正确性。针对传统PI速度控制器的不足,利用滑模控制理论(Sliding Mode Control,SMC)并结合指数趋近律来设计滑模速度控制器。为了减小负载扰动对系统的影响,采用扩张状态观测器(Extended State Oberver,ESO)来改进SMC速度控制器,设计一种负载前馈补偿的SMC控制器。仿真结果表明,所设计的SMC控制器能够提高系统抗扰能力。其次对扩展卡尔曼算法(Extended Kalman Filter,EKF)进行分析,并将多新息辨识理论(Multi-Innovation Identification Theory,MIIT)与EKF相结合,建立基于多信息扩展卡尔曼(MI-EKF)的PMSM无位置传感器控制系统模型。通过仿真对比验证,MI-EKF可有效的提高估测精度。同时将基于负载补偿的SMC控制器应用于MIEKF无传感器系统中,仿真表明,改进SMC控制器相比于PI控制器,可有效的抑制转速超调与负载扰动。最后,以TMS320F28335为调速系统的控制核心,并对PMSM调速系统进行软硬件设计。图 [50] 表 [6] 参 [69]
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