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基于高频注入的漏磁可变式永磁电机无位置传感器控制系统研究
| 论文题名： | 基于高频注入的漏磁可变式永磁电机无位置传感器控制系统研究 |
| 关键词： | 电动汽车;永磁电机;无位置传感器控制;脉振高频电压注入法;参数敏感自适应策略 |
| 摘要： | 近年来，环境污染和能源匮乏问题日益突出，为建设清洁高效的能源体系，电动汽车取代传统燃油式汽车已成为当前势不可挡的趋势。然而，传统车用永磁电机面对电动汽车多工况运行环境仍存在局限性，无法满足新一代电动汽车对其驱动电机的高转矩密度、广域高效等高性能需求。为此，本文研究了一种新型的漏磁可变式永磁电机(variable leakage flux permanent magnet synchronous motor，简称VLF-PMSM)，基于“漏磁可变”的新颖理念，通过独特的转子设计，实现对漏磁桥饱和程度的调控。VLF-PMSM具有良好的弱磁性能和强带载能力，能够满足电动汽车多运行工况需求。然而，电动汽车面对复杂多变的运行工况，机械式位置传感器极易发生故障。为此，本文对VLF-PMSM无位置传感器控制系统开展相关研究工作。通过探究VLF-PMSM的基本特性，分析其特性对无位置传感器控制性能的影响，并提出相应的优化方案。 本文研究内容包括： (1)对VLF-PMSM电机基本结构和运行原理进行分析，通过有限元仿真重点对电机的电感特性进行研究。建立VLF-PMSM矢量控制模型，并基于dSPACE1007实验平台，验证VLF-PMSM样机相关性能。 (2)从理论上分析基于高频注入的VLF-PMSM无位置传感器控制，建立相应的仿真模型，进行仿真分析。结合VLF-PMSM的基本特性与对比常用的高频注入法，对更适用于VLF-PMSM的脉振高频电压注入法开展深入研究。此外，提出一种基于模型观测的位置传感器故障检测方法，并对基于脉振高频电压注入的VLF-PMSM位置传感器故障系统进行仿真分析。 (3)针对VLF-PMSM参数变化特性对VLF-PMSM无位置传感器控制精度的影响，提出一种参数敏感自适应控制策略。在详细分析凸极率变化对VLF-PMSM无位置传感器驱动控制系统影响机理的基础上，提出一种自适应检测滤波器，以提高基于参数敏感自适应策略的VLF-PMSM驱动系统的转子位置估计精度；同时，引入参数自适应滑模控制器，改善基于参数敏感自适应策略的VLF-PMSM驱动系统的鲁棒性。最后，实验验证了所提出控制策略的可行性和有效性，为VLF-PMSM无位置传感器驱动控制系统的研究提供了重要的参考价值。 |
| 作者： | 肖向华 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 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： | 2022 |
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