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变漏磁电机无位置传感器控制系统研究
| 论文题名： | 变漏磁电机无位置传感器控制系统研究 |
| 关键词： | 电动汽车;变漏磁电机;无位置传感器;控制系统 |
| 摘要： | 当前，为了缓解日益凸显的环境污染和能源危机问题，各国政府都在加速推进新能源汽车的发展进程。而电机及其驱动系统作为新能源汽车的核心动力来源，具有举足轻重的地位。其中，永磁同步电机凭借其优越的性能优势在车用电机驱动场合得到广泛应用。然而，该类电机具有弱磁调速范围窄等局限性，不能满足人们对新一代电动汽车的需求。为解决这一问题，近年来，一种基于漏磁通调控的变漏磁电机（VLFM），由于具备宽调速及广域高效的运行特点，成为目前国内外的研究热点。然而，VLFM驱动系统中位置传感器的存在降低了系统的可靠性。为解决这类问题，本文对VLFM无位置传感器控制系统开展了相关研究。 本文首先阐述了VLFM无位置传感器控制的研究背景及意义，随后介绍了VLFM及无位置传感器控制的国内外现状。对VLFM的结构及工作原理进行了介绍，并通过仿真，分析了该电机的电磁性能。同时建立了新型VLFM的数学模型，并对VLFM矢量控制开展研究。通过仿真和实验分析了VLFM驱动系统的相关性能。 随后，根据VLFM电气参数非线性的特点，详细介绍了基于扩张状态观测器和滑模观测器的无位置控制方法。通过原理分析和仿真对比，对两者的优缺点进行了总结，综合比较发现基于滑模的无位置传感器控制技术更适合于VLFM。 其次，为了克服电感变化带来的影响，本文采用了离线电感测量的方法，以减小位置观测误差。另外，针对传统滑模无位置传感器控制方法中低通滤波器带来的观测反电势幅值衰减和相位延迟问题，引入了广义二阶积分器（SOGI），代替低通滤波器。 最后，为了缓解传统自适应检波滤波器无法兼顾系统的动态与稳态性能这一问题，本文提出了一种改进型SOGI无位置传感器控制方法，该方法简化了无位置控制系统的结构，易于工程实现，同时能够有效提高转子的位置估计精度及无位置控制性能。 全文利用Matlab/Simulink、Maxwell等软件工具进行了仿真分析，并围绕dSPACE1007为核心搭建了VLFM驱动系统的实验平台，对采用有位置传感器情况下和基于改进型SOGI的无位置传感器控制情况下的VLFM驱动系统分别进行了实验测试，实验结果表明在位置传感器故障时本文所提方法可以代替位置传感器有效可靠运行。 |
| 作者： | 高建 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 朱孝勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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