【摘 要】
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相对旋转永磁电机抽油机系统,圆筒型永磁直线同步电机（Tubular Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,TPMLSM）抽油系统可以省去中间传动环节和抽油杆,具有系统传动效率高,结构紧凑等优点。然而,因油井恶劣环境对位置传感器信号的干扰,TPMLSM的位置信息很难准确获得,进而恶化电机驱动性能。为解决上述问题,本文深入研究了TPMLSM无位置传感器控制
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相对旋转永磁电机抽油机系统,圆筒型永磁直线同步电机（Tubular Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,TPMLSM）抽油系统可以省去中间传动环节和抽油杆,具有系统传动效率高,结构紧凑等优点。然而,因油井恶劣环境对位置传感器信号的干扰,TPMLSM的位置信息很难准确获得,进而恶化电机驱动性能。为解决上述问题,本文深入研究了TPMLSM无位置传感器控制策略,主要工作及创新如下:首先,分析了TPMLSM潜油系统的工作原理及电机动子运动规律。将端部效应引起的推力波动作为扰动量,建立了电机方程及动力学模型,搭建了矢量控制仿真模型,为后续高性能控制策略的研究奠定了基础。其次,在传统模型参考自适应法基础上,提出了TPMLSM全阶自适应观测器无位置传感器控制策略,并采用电流频率控制方法顺利起动电机。相比传统模型参考自适应法,新方法通过引入电流误差反馈项,提高了估计误差收敛效果。然后,针对速度波动大及抗负载扰动性能差等问题,本文设计了TPMLSM非线性自抗扰速度控制器。将自抗扰速度控制器应用于全阶自适应观测器无位置传感器控制系统中,提高了速度和位置观测精度,增强了抗扰能力,减小了端部效应引起的速度波动。最后,基于TPMLSM实验平台开展了不同工况实验研究。结果表明:基于自抗扰控制器的全阶自适应观测器无位置传感器控制系统有估计误差收敛效果好、抗扰性能强等优点。
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