同步磁阻電機無速度傳感器矢量控制技術研究.pdf

1、矢量控制技術解決了交流電機的控制耦合問題，簡化了其控制方案，改變了曾經(jīng)直流電機壟斷電氣傳動的格局，交流調(diào)速系統(tǒng)獲得了更廣泛工業(yè)應用。同步磁阻電機作為一種新型電機，具有制造簡單、成本低、效率高等優(yōu)勢，近年來獲得關注，在高效傳動、電動汽車等領域具有廣泛的應用前景。同時，無速度傳感器控制以降低系統(tǒng)成本，減少傳感器體積等優(yōu)勢成為學術熱點。本文對同步磁阻電機的無速度傳感器矢量控制進行了研究，詳細討論了其中的控制器設計和磁鏈觀測技術。針對不同觀測器

2、進行了小信號建模，分析了觀測器的穩(wěn)定性，進而設計基于MATLAB-Simulink仿真模型，對控制方案進行分析。
　　首先，本文對同步磁阻電機進行了數(shù)學分析，建立了轉子位置定向系統(tǒng)下的電機數(shù)學模型。在此基礎上，建立了對應的控制環(huán)，完成了控制器的參數(shù)設計，得到了相應的同步磁阻電機矢量控制方案，進而搭建了基于MATLAB-Simulink的仿真驗證模型以及基于半實物仿真系統(tǒng)dSPACE的實驗平臺。通過仿真模型設計算法評判合理性，通過實

3、驗平臺對控制算法進行了實際驗證，為實現(xiàn)電機系統(tǒng)的速度跟蹤、功率輸出奠定研究的基礎。
　　其次，研究了三種主流磁鏈觀測器（電壓一電流模型觀測器、全階觀測器、電壓型觀測器）在系統(tǒng)中的應用，通過數(shù)學推導，分別設計了觀測器的具體參數(shù)，并分別仿真驗證了設計的合理性，在電機正常運行范圍內(nèi)工作良好?；诰€性化理論建立了觀測器的小信號模型，研究了其穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)電壓-電流磁鏈觀測器在低速反轉區(qū)存在不穩(wěn)定區(qū)域;全階觀測器穩(wěn)定性較好，但需要大量的數(shù)學運

4、算;并且通過分析，改進了適用于同步磁阻電機的電壓型觀測器，增強了一定的參數(shù)敏感性。
　　最后，基于電壓-電流模型觀測器，建立了轉子位置定向的無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)。針對電壓-電流模型觀測器中需要使用的電感參數(shù)的識別進行了具體分析;針對實驗平臺中出現(xiàn)的直流偏置引起的轉速估算紋波進行了一定的優(yōu)化。通過仿真模型以及實驗平臺驗證了上述分析結果，對磁鏈觀測器、速度估算的效果進行了評估，最終實現(xiàn)了同步磁阻電機的無速度傳感器矢量控制，證明了電