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永磁同步电机具有体积小、无需励磁电流、效率高和功率密度高等优点,在工业领域中得到广泛的应用。在检测转子的位置和速度过程中,为了获取高精度的电机转子信息,传统的永磁同步电机控制系统通常采用机械式传感器,但这些有传感器检测存在许多不足之处。本文针对永磁同步电机无传感器转子位置估计技术进行了讨论。 本文首先介绍了永磁同步电机的基本结构,比较了三种结构的优缺点及应用场合。建立了三相静止坐标系下的数学模型,利用坐标变换的思想,建立了两相静止坐标系下的数学模型和两相旋转坐标系下的数学模型。介绍了空间矢量脉宽调制的原理及实现方法。在建立数学模型的基础上,推导了高频旋转电压信号注入法检测转子初始位置的原理,通过带通滤波器和同步轴系高通滤波器进行信号处理,设计了不完全PID控制的龙贝格观测器检测转子凸极位置,根据永磁同步电机定子电流对磁路饱和度的影响,判断转子永磁体的N/S极,对转子位置的估计进行了补偿。建立高频旋转电压信号注入法检测转予初始位置的仿真模型并验证该方法的可行性,仿真结果表明这种方法比采用完全PID控制缩短了调节时间,提高了系统的动态性能。最后在自适应原理的基础上设计模型参考自适应系统和自适应观测器系统,利用Popov超稳定性原理设计了两者的自适应律,深入分析了自适应观测器中反馈增益矩阵系数的选择,搭建了两种方法的仿真模型,比较它们在永磁同步电机无传感器矢量控制中转速估计的差别,仿真结果表明采用自适应观测器能更快的跟踪转速且快速达到稳定状态。