無位置傳感器永磁交流伺服系統(tǒng)控制策略的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、永磁交流伺服系統(tǒng)因其自身的一些優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等領(lǐng)域中取得日益廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，無位置傳感器永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制方法也成為研究中的一個(gè)熱點(diǎn)。本文在對(duì)無位置傳感器控制策略中的一些關(guān)鍵問題進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，提出了一套切實(shí)可行的無位置傳感器控制方案。 在分析永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，建立了具有空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)模塊的永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)Matlab仿真模型，基于該仿真模型，可以對(duì)

2、無位置傳感器控制算法的合理性進(jìn)行驗(yàn)證，從而加快實(shí)際系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試過程。 將卡爾曼最優(yōu)估計(jì)原理應(yīng)用到交流永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)中，提出了一種基于擴(kuò)展卡爾曼濾波器的永磁同步電動(dòng)機(jī)無位置傳感器調(diào)速系統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)方法。結(jié)合卡爾曼濾波原理，通過在α-β坐標(biāo)系下對(duì)電機(jī)非線性方程進(jìn)行線性化，給出了一種對(duì)永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置角和轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)在線最優(yōu)估計(jì)的方法。該方法具有優(yōu)良的轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速跟蹤特性，同時(shí)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗負(fù)載擾動(dòng)性能和較佳的控制性

3、能。仿真結(jié)果證明了該方法的有效性。 在推導(dǎo)基于估計(jì)坐標(biāo)系的永磁同步電動(dòng)機(jī)模型基礎(chǔ)上，提出了PMSM無位置傳感器矢量控制的一種新的狀態(tài)估計(jì)方法。該方法將電氣穩(wěn)態(tài)操作概念引入電機(jī)的狀態(tài)估計(jì)中，有效解決了暫態(tài)過程中轉(zhuǎn)子速度、位置估計(jì)不精確的問題。該狀態(tài)估計(jì)算法簡(jiǎn)單，具有計(jì)算量小，易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。在討論狀態(tài)估計(jì)算法對(duì)電機(jī)參數(shù)依賴性的基礎(chǔ)上，給出了估計(jì)誤差補(bǔ)償算法。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了上述結(jié)論。 針對(duì)無位置傳感器控制方法無法

4、檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置進(jìn)而無法順利啟動(dòng)的問題，本文提出一種利用恒定的定子磁場(chǎng)將永磁轉(zhuǎn)子進(jìn)行初始定位，然后利用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)鎖定轉(zhuǎn)子位置的新起動(dòng)方法。實(shí)驗(yàn)證明，該方法可以準(zhǔn)確的獲得轉(zhuǎn)子初始位置，使起動(dòng)更平穩(wěn)。 在上述工作基礎(chǔ)上，本文以TI公司最新推出的電機(jī)專用微處理器TMS320LF2407ADSP為控制核心，輔以必要的硬件，設(shè)計(jì)完成了一套完整的PMSM全數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)無位置傳感器控制策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。并設(shè)計(jì)了DSP的CAN模塊與DS