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基于参数辨识的 PMSM矢量控制系统的研究与设计
| 论文题名： | 基于参数辨识的 PMSM矢量控制系统的研究与设计 |
| 关键词： | 汽车电气设备;永磁同步电机;矢量控制;转子位置;转速估计;参数辨识 |
| 摘要： | 永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）因具有体积小、寿命长、效率高、噪音小等一系列优点，在汽车工业中应用越来越广泛。无传感器的PMSM省去了机械位置传感器，因此它在性价比、应用范围等方面拥有更多优势。而在PMSM矢量控制系统中，对机械转速和转子位置的准确估计至关重要，对无传感器PMSM转角与速度估计方案和算法的研究及应用也相应成为了近年来的研究热点。 本文对PMSM数学模型及矢量控制技术进行了深入研究，分析了各种矢量控制策略的优缺点，确定对隐极式PMSM（SPMSM）采用id=0的矢量控制策略，并利用Matlab/Simulink搭建了PMSM矢量控制仿真平台。 推导了两种转子位置和转速估计算法——基于电机基本方程的直接计算法和模型参考自适应法（Model Reference Adaptive System，MRAS）。仿真结果表明，两种方法都具有良好的动态性能，但直接计算法因为是开环估算,因此估计结果存在极小范围的波动。直接计算法具有与MRAS法相近的性能，同时计算量小，因此非常适合于工程应用。 实际工作中电机参数并非恒定值，参数变化会导致估计结果不准确。为此，本文使用MRAS法和带遗忘因子的最小二乘法（Forgetting Factor Recursive Least Squares,FFRLS）进行参数辨识研究。研究发现,算法在进行定子电阻、电感和转子磁链联合辨识时，电阻和磁链存在耦合。为了解决参数耦合问题，提出一种基于标定磁链的参数辨识方案。在磁链已知的情况下，使用MRAS和FFRLS两种算法进行电机参数辨识仿真和对比，结果显示基于FFRLS的参数辨识具有收敛速度快、辨识误差小且辨识结果互不干扰等优点。 以直接计算法转子位置与转速估计和FFRLS参数辨识为基础，设计编写了PMSM矢量控制系统的软件并搭建了硬件平台。实验结果表明该方案可行，所制作的PMSM矢量控制系统拥有良好的控制效果。 |
| 作者： | 纪燕林 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 曾春年 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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