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电动车用永磁同步电机无传感器矢量控制系统
| 论文题名： | 电动车用永磁同步电机无传感器矢量控制系统 |
| 关键词： | 电动汽车;永磁同步电机;无传感器;矢量控制;滑模观测器 |
| 摘要： | 面对环境污染和能源危机，发展以电动汽车为代表的新能源汽车成为必然。电机及其控制系统作为电动汽车的核心，直接影响着整车的性能指标。永磁同步电机(PMSM)凭借其高运行效率和高功率密度，被广泛的应用于电动汽车上。在目前高性能的永磁同步电机调速系统中最成熟的当属矢量控制技术，但通常要在电机主轴侧安装位置传感器，用以检测转子的实时位置和速度信息。但位置传感器的存在不但增加了整个系统的成本，也降低了系统的可靠性，所以无位置传感器控制技术成为当今重要的研究方向，本文就是在这个背景下展开的。 本文以永磁同步电机为研究对象，首先给出了永磁同步电机在不同坐标系下的数学模型及坐标变换理论，随后讨论了永磁同步电机矢量控制的基本思想，并介绍了空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术。之后详细的介绍了基于滑模观测器的无传感器控制思想，并根据永磁同步电动机的数学模型及滑模变结构控制理论，设计了滑模观测器用于估算电机的转子位置和速度，实现了无传感器控制。此观测器在传统滑模观测器基础上进行了改进，即采用饱和函数代替开关函数，通过选择合适的边界层厚度，以有效的削弱抖振问题，并在估算转子位置和速度时设计了截止频率可变的低通滤波器，最后将估算出的转速作为反馈进行了闭环控制。 然后，以TI公司TMS320F28335为核心芯片，设计了一套电动汽车用永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统，介绍了主电路、驱动电路和控制电路等硬件电路;并对滑模观测器和PI调节器的数字化实现算法，三相电压的推算方法也做了详细的阐述。最后，对控制系统进行了硬件调试和实验分析。实验结果表明，控制系统的性能满足设计要求，动态性能较好，所设计的滑模观测器能够准确跟踪转子的实时位置，对电机外部扰动具有很强的鲁棒性，实现了系统的无位置传感器控制。 |
| 作者： | 杨帆 |
| 专业： | 电机与电器 |
| 导师： | 杨振强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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