車載電動(dòng)空調(diào)用基于滑模觀測(cè)器的無傳感器PMSM控制系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來，隨著電力電子技術(shù)、微處理器技術(shù)、計(jì)算科學(xué)和現(xiàn)代控制理論的飛速發(fā)展，促進(jìn)了汽車電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，許多傳統(tǒng)的液壓或燃?xì)庀到y(tǒng)逐漸被電子系統(tǒng)所替代，后者的性能也逐漸接近甚至超越了前者，汽車的全電氣化控制已成為一種趨勢(shì)。論文在此背景下，針對(duì)國(guó)內(nèi)缺少成熟的汽車電動(dòng)空調(diào)技術(shù)，開展車載電動(dòng)空調(diào)用永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制系統(tǒng)研究。
　　 永磁同步電機(jī)因其體積小、壽命長(zhǎng)、噪音低、效率高等優(yōu)點(diǎn)，非常適合于車載空調(diào)系統(tǒng)中，但因?yàn)閴嚎s機(jī)中很

2、難安裝位置傳感器，需要使用無位置傳感器控制技術(shù)，因而復(fù)雜的控制算法成為應(yīng)用的瓶頸。文章首先在緒論部分對(duì)永磁同步電機(jī)無傳感器控制技術(shù)進(jìn)行了概述，對(duì)現(xiàn)有的主流控制方法和其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析后，選擇基于滑模觀測(cè)器的無傳感器控制技術(shù)，該控制策略適用于高速運(yùn)行下的電機(jī)調(diào)速，魯棒性好、控制算法易于工程實(shí)現(xiàn)。
　　 在分析了滑模變結(jié)構(gòu)控制理論和永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型后，建立了一套基于滑模觀測(cè)器的無位置傳感器矢量控制策略，給出了詳細(xì)的數(shù)學(xué)表達(dá)，并在

3、MATLAB/SIMULINK下搭建了仿真模型進(jìn)行仿真研究，分析了系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)條件下滑模觀測(cè)器輸出的轉(zhuǎn)子估計(jì)位置和實(shí)際位置，并就滑模增益參數(shù)的選擇問題進(jìn)行了仿真研究，為實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　 然后以Freescale DSP56F8346為控制核心，設(shè)計(jì)了一套永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)，詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。對(duì)主電路、驅(qū)動(dòng)電路、采樣及濾波放大電流、以及DSP控制板設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的闡述。從小數(shù)的定標(biāo)、滑模觀測(cè)器數(shù)字化

4、實(shí)現(xiàn)、以及設(shè)計(jì)規(guī)范和流程圖方面介紹了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，并簡(jiǎn)單介紹了如何使用FreeMaster搭建在線監(jiān)視及調(diào)試系統(tǒng)。
　　 最后，針對(duì)論文提出的控制算法和軟硬件平臺(tái)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。首先利用一臺(tái)裝有位置傳感器的永磁同步電機(jī)進(jìn)行軟件的調(diào)試和滑模算法的驗(yàn)證，給出了滑模觀測(cè)器輸出的轉(zhuǎn)子估計(jì)位置和傳感器輸出的轉(zhuǎn)子實(shí)際位置對(duì)比波形，驗(yàn)證了軟硬件系統(tǒng)的可行性和可靠性。然后針對(duì)永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)一體化空調(diào)樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，詳細(xì)分析了電機(jī)的啟動(dòng)過程和