電動(dòng)車用永磁同步電機(jī)無傳感器矢量控制研究.pdf

1、針對(duì)當(dāng)今世界越發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染和能源緊缺問題，通過數(shù)據(jù)分析表明，機(jī)動(dòng)車是造成問題的主要原因。研發(fā)新能源汽車是解決上述問題的主要手段，而新能源汽車的關(guān)鍵部件是電機(jī)。永磁同步電機(jī)(PMSM)憑借其高功率密度、高效的運(yùn)行效率、體積小等優(yōu)勢(shì)成為現(xiàn)代電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)首選的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。PMSM矢量控制系統(tǒng)中，需要在永磁同步電機(jī)主軸側(cè)安裝位置傳感器來獲取電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置，而電動(dòng)汽車用電機(jī)的工作環(huán)境相對(duì)惡劣，這極大的增加了電動(dòng)車的后期維修成本，并且影響

2、車用電機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，無位置傳感器技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，也是諸多學(xué)者研究的熱點(diǎn)問題。
　　無位置傳感器控制技術(shù)包含開環(huán)控制技術(shù)和閉環(huán)控制技術(shù)，開環(huán)控制技術(shù)在受到外界干擾的情況下估算精度不高，誤差較大。閉環(huán)控制技術(shù)能很快地跟蹤系統(tǒng)輸出，有效削弱噪聲和環(huán)境干擾。本文針對(duì)車用永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出基于新型滑模觀測(cè)器(Sliding Mode Observer，SMO)、高頻注入法（High Frequency Injecti

3、on，HFI）和模型參考自適應(yīng)(Model Reference Adaptive System，MRAS)三種無位置傳感器控制策略，建立了基于三種控制策略的系統(tǒng)模型，仿真分析驗(yàn)證了三種方法可行性。
　　滑模變結(jié)構(gòu)控制具有算法簡單，在PMSM無傳感器控制中動(dòng)態(tài)響應(yīng)非常快的優(yōu)點(diǎn)。本文基于電流誤差方程，設(shè)計(jì)了滑模觀測(cè)器(SMO)，采用反正切函數(shù)代替符號(hào)函數(shù)來減小了系統(tǒng)抖振。但是，由于滑模控制理論需要采集永磁同步電機(jī)的反電勢(shì)，在電機(jī)啟動(dòng)和

4、低速段，反電勢(shì)非常微弱很難采集。因此，針對(duì)滑膜變結(jié)構(gòu)控制存在的問題，提出了基于高頻注入法(HFI)估算永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置的方法，在高頻注入估算過程中，加入了大量的濾波器，造成永磁同步電機(jī)在高速段的穩(wěn)定性大大下降甚至失真。論文最后將上述兩種控制策略結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了永磁同步電機(jī)全速范圍內(nèi)無傳感器矢量控制中對(duì)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置的估計(jì)。此方法適用于凸極結(jié)構(gòu)明顯的車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)，具有很高的估算精度。
　　當(dāng)電動(dòng)車上采用凸極結(jié)構(gòu)不明顯的電機(jī)時(shí)，