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全速度范围内PMSM无传感器转子位置估算研究
| 论文题名： | 全速度范围内PMSM无传感器转子位置估算研究 |
| 关键词： | 新能源汽车;永磁同步电机;矢量控制系统;无位置传感器;滑模观测器;扩展卡尔曼滤波器 |
| 摘要： | 永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor，简称PMSM)以其结构简单、功率密度高、损耗小等显著特点广泛应用于新能源汽车、机车牵引等各个领域。常用的电机控制策略有恒压频比控制、矢量控制、直接转矩控制。由于矢量控制理论比较完善，能使电机具有较宽的调速范围、较好的制动性能和过载性能，因此常用于永磁同步电机控制系统中。普通永磁同步电机控制系统大多采用高精度、高分辨率的传感器来获取转子位置和转速信息。但其环境适应能力差，可维护性差，限制了电机的运行环境。因此，本文以电动汽车永磁同步电机为基础，研究其无传感器控制系统。 首先介绍了新能源汽车的发展概况和国内外现状，论述永磁同步电机基本结构、工作原理和常用的控制方法，在此基础上分析了永磁同步电机无传感器矢量控制研究的必要性。分析滑模观测器和扩展卡尔曼滤波器两种无位置传感器控制方法，并对其不足之处进行改进。针对传统滑模观测器易产生抖振的问题，设计基于新型控制函数的滑模观测器，用反曲函数代替饱和函数，以此提高高速运行阶段系统的鲁棒性，有效抑制了抖振现象;针对扩展卡尔曼滤波器运算量大的问题，设计降阶扩展卡尔曼滤波器，并且加入衰减因子，防止系统的发散现象。利用Matlab/Simulink仿真平台搭建系统模型，分析验证了新型滑模观测器在高速运行时具有良好的稳态性能和鲁棒性，以及改进扩展卡尔曼滤波器方法在全速度范围内运行的可行性以及检测转子位置的准确性。 |
| 作者： | 郭颖颖 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 薛增涛;姚福来 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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