永磁同步电机无速度传感器调速系统设计

永磁同步电机无速度传感器调速系统设计

一、永磁同步电机无速度传感器调速系统设计(论文文献综述)

何宗卿[1](2021)在《改进无迹卡尔曼滤波的无位置传感器永磁同步电机控制》文中研究表明基于永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)的控制系统目前广泛应用于能源、制造、汽车、航天等领域,但其机械式传感器易受环境和电磁干扰影响导致信号失真,因此应用无传感器技术并提升其辨识精度成为当下的研究热点,本文以无传感器中的无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)为对象展开相关改进研究。论文首先总结了相关无传感器技术的优缺点,介绍了PMSM的工作原理和坐标变换,给出了不同坐标系下PMSM的数学模型,建立了基于PMSM的传统矢量控制模型并进行仿真,然后根据UKF相关工作原理与PMSM矢量控制系统结合进行变速、变负载下的仿真,结果表明采用传统UKF的PMSM调速系统存在辨识精度不足和抗扰能力弱的问题。为研究内部噪声矩阵对UKF辨识结果的影响,改变协方差矩阵Q与R对角线元素进行分组实验,其中Q与R矩阵分别为4*4与2*2矩阵。仿真结果表明矩阵R越大则辨识转速的中心越接近给定值,但与实际转速的误差越大。改变矩阵Q前两个参数会影响辨识曲线的收敛结果,越大则结果越接近给定值,第三参数体现整个系统的响应速度,增大会使辨识速度加快,而第四参数仅影响辨识与实际转速误差范围的大小。为了改进传统UKF应用在PMSM调速系统中的性能,首先利用模糊算法对UKF的噪声协方差矩阵的参数进行实时调节,在变工况时能拥有更好的速度跟踪效果,且提升了电机在升速时的辨识精度,同时估计转速与电机转速的误差峰值降低了近10倍。其次根据UKF辨识的电流与转速搭建负载观测器进行前馈控制,将系统的超调由原有的16%削减至3%,系统负载突变时的调整时间由0.05s降低至0.03s,大幅度增进了系统的抗扰能力。最后在RT-LAB半实物平台上进行变速与变负载实验验证,结果表明采用模糊算法改进UKF并引入前馈控制的PMSM调速系统拥有更好动态性能。

杜大宝[2](2020)在《电动汽车内置式永磁同步电机无位置传感器中低速运行转子位置观测器的设计》文中指出永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor PMSM)由于其体积小、无需励磁电流、损耗低和功率密度大等优点,被广泛应用于新能源汽车等工业领域控制系统中。永磁同步电机矢量调速系统必须要有高精度的转子位置和转速参数,获得这些参数信息必须要用到位置传感器(霍尔传感器,旋转变压器)。然而位置传感器在实际中可能出现故障,导致失效,影响系统运行。为此,对PMSM矢量控制系统无位置传感器的研究,作为控制系统的冗余,非常重要。同时无位置传感器系统也是当前的研究热点。本课题结合奇瑞s61新能源SUV电动汽车实际项目,提出了无传感器控制系统的旋转高频电压激励注入法和滑模观测器的复合控制算法,实现IPMSM无位置传感器的中低速范围的转子角度位置和速度的自检测。本文提出了一种改进型Luenberger观测器和基于IIR数字滤波器的改进转子凸极跟踪位置估算。利用MATLAB中FDA Tool(Filter Design and Analysis Tool)设计无限冲激响应(Infinite Impulse Response,IIR)数字滤波器来获取高频电流响应,取代了同步轴系高通滤波器的滤波环节,减少了滤波器对提取的负相序高频电流激励响应相位的影响,简化了转子的位置和速度估算过程,针对滤波器对转子磁极位置估计精度的影响,提出相应的线性相位补偿,避免系统延时造成的位置估计偏差增大,可以有效降低转子位置估算的误差。而基于外差法的Luenberger观测器可实时检测转子的位置信息,从负相序高频电流分量中估算转子位置角和速度,为了提高观测器的稳态性能,在PID调节器中加入积分增益,处理过的高频电流信号经过观测器的积分作用,干扰信号得到了很大的削弱。在Simulink仿真中构建PMSM无传感器矢量控制的仿真模块,与传统的高频注入方法进行比较,改进算法在低速范围内的电机无位置传感器控制过程中,更精确和更快速的估计转子磁极位置,还具有较好的稳定性。利用了估计电流和实际电流之间的电流差,通过实时检测电流差设计滑模观测器,使用滑模观测器实现永磁同步电机在中速状态下的无传感器控制。在中速范围内的PMSM无传感器控制,滑模观测器法用来实现转子位置角和速度的估算,当PMSM无传感器运行在低范围时,采用高频电压激励信号注入的方法跟踪转子磁极位置,充分利用两种控制算法的优势实现转子位置的准确估计,在低速与中速的过渡区内,引入线性加权平均算法,实现适合中低速范围的PMSM复合无位置传感器控制,通过MATLAB/Simulink仿真实验验证,结果表明:结合滑模观测器法和高频激励注入法的混合控制,提高了两种控制算法切换过程中的稳定性,有效的实现了永磁同步电机无传感器在中低速段的平滑控制。

孟琳[3](2020)在《永磁同步电机无速度传感器直接转矩控制策略的研究》文中提出永磁同步电动机因其效率高、体积小、温升低等优点,在交流传动以及伺服控制中受到广泛的应用。在电机调速系统中,转速信息的获取由机械传感器采集而得,但机械传感器装置不仅会增加系统的成本,在信号传输过程中也会受到环境的影响。近年来,由于对交流调速系统应用环境与性能要求不断提高,无速度传感器控制技术成为当前研究的热点之一,本课题针对永磁同步电机无速度传感器直接转矩控制算法进行了深入研究,并进行了改进,具体研究内容主要分为以下四个部分。1.针对永磁同步电机传统机械传感器存在的问题,采用了模型参考自适应算法对转速值进行估计。仿真结果表明:模型参考自适应算法下的估计转速可以实现实时跟随电机的实际转速,验证了模型参考自适应算法的有效性,解决了传统机械传感器存在的不稳定、不易维修以及成本高的问题。2.针对定子电阻易受温度与电流突变影响,进而造成转速估计出现偏差的问题,在无速度传感器控制系统的基础上,采用模型参考自适应算法对定子电阻值进行在线辨识,并将辨识值再用于转速估计。仿真结果表明:该方法有效降低了定子电阻变化对转速估计精度带来的影响,提升了模型参考自适应算法对转速估计的精确性,减小了计算误差。3.针对传统直接转矩控制系统中PI调节器鲁棒性较差,无法同时满足快速性与低超调要求的问题,采用了基于自抗扰控制技术的调节器,并将该技术扩张状态观测器中的非线性函数替换为线性函数,在达到相同效果的前提下简化了计算过程。结果表明:在估计转速实时跟随实际转速的基础上,自抗扰调节器起到了增强系统鲁棒性与快速性的作用。4.分别将基于PI调节器下的与自抗扰调节器下的无速度传感器直接转矩控制算法在以STM32F103为主控芯片的永磁同步电机交流调速系统实验平台上进行验证,编写了永磁同步电机无速度传感器直接转矩控制系统下A/D采样、坐标变换、自抗扰控制算法以及模型参考自适应控制算法等模块的程序,并对控制器的软件程序进行调试,同时与传统机械传感器下的永磁同步电机直接转矩控制的电机转速响应波形进行对比。实验结果表明:所采用控制算法可达到机械传感器的作用,并增强了控制系统的稳定性。

杨潇潇[4](2020)在《基于双扩展卡尔曼滤波器和信号注入法的永磁同步电动机无速度传感器控制》文中研究指明在永磁同步电机的无速度传感器控制中,有很多基于电机数学模型的速度估计算法,例如滑模观测器,EKF算法等;但当永磁同步电机低速运行时,反电动势较小不易检测,因此基于电机模型的算法很难得到准确的转速信息,此时,信号注入法作为一种独立于电机数学模型和参数的算法被应用于永磁同步电机低速运行时的无速度传感器控制。因此,如果要实现电机的整个额定速度范围内的无速度传感器控制,一般考虑在不同的速度区域采用不同的估计算法。由于定子电阻、交轴电感和转子磁链等这些电气参数对永磁同步电机的无速度传感器控制系统的性能影响比较大,为了实现整个速度范围内的无速度传感器控制并同时考虑参数变化的影响,本文在不同的速度区域使用不同的算法估计转速和参数。首先,构建了内置永磁同步电动机的数学模型,随后建立状态方程,引入DEKF(双扩展卡尔曼滤波器)算法实现了永磁同步电动机在中高速范围内的无传感器速度控制,同时估计了电机的定子电阻和转速,二者互相校正。在低速区域,建立了考虑高频信号的永磁同步电机的数学模型,采用了独立于电机参数和数学模型的信号注入法实现了低速区的速度估计。为了使两种算法能在不同的速度区域柔和过渡,使用加权平均的方案实现了平滑切换,构成了一种由DEKF和信号注入法组成的可以同时辨识转速和定子电阻的全速度范围速度观测器。通过仿真和实验研究验证了该复合观测器可以实现整个速度范围内的转速观测,稳态性能和动态性能良好,并提高了系统的参数鲁棒性。

姬嗣龙[5](2020)在《高速列车用永磁同步电机模糊直接转矩控制》文中指出永磁同步电机(PMSM)较异步电机具有高功率因数、低能耗、结构简单、维修简便等众多优点,此外永磁同步电机的结构为全封闭式的,有效的屏蔽了噪声,降低了噪声污染。因永磁同步电机的众多优点,使得其近年来在交流传动控制领域中得到广泛的应用且成为众多研究热点之一。直接转矩控制(DTC)因其具有较简单的结构、较强的鲁棒性以及快速响应的能力等众多优势被广泛研究,但该控制方式存在转矩脉动大的缺陷。在直接转矩控制中需要准确获得电机转子的信息,该转子信息通常采用安装传感器的方式进行获得。传感器的安装导致系统抗扰动以及可靠性等方面的性能有所降低,为了解决这方面的问题,无传感器控制成为众多专家学者的研究对象。本文就直接转矩控制中存在的转矩脉动以及无传感器控制等相关问题进行研究。首先针对列车传动控制系统、直接转矩控制策略以及无速度传感器技术的一些研究现状进行了简单介绍。然后在第二章对各坐标系之间的关系进行了推导,并给出了永磁同步电机的相关数学模型,紧接着对传统直接转矩控制系统的基本结构以及原理进行了简要的分析,并分析了转矩脉动产生的一些原因。在第三章中对滞环控制进行了重点研究。针对滞环控制存在的问题,采用基于磁链以及转矩的模糊控制器替换滞环控制器从结构上对直接转矩控制进行优化改进,通过仿真结果及相关的数据验证了该策略的有效性。在传统模糊控制器中,由于输入信号的波动可能会引起模糊控制规则得不到充分的应用或不足的情况出现,最终使得系统得不到的预期控制效果。文章针对模糊控制规则的问题,研究分析了一种变论域模糊控制的策略,该控制策略是通过在转矩环中加入变论域模糊控制的方式实现的,最终使得控制效果得到改善。针对传感器安装所带来的问题,文章第四章利用模型参考自适应控制系统(MRAS)对电机转子信息进行检测。为了进一步改善系统性能,在PMSM DTC控制系统中引入双模糊控制策略。将MRAS系统中的传统PI控制器用模糊PI控制器来进行替换,同时在转速环中采用模糊PI控制。最后,利用MATLAB/simulink仿真平台对本文所提出的控制方式进行不同工况下的仿真,验证了其对系统性能改善的有效性。

陈瀚[6](2020)在《基于全速度范围的永磁同步电机无传感器控制研究》文中研究表明永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor)相比与其他类型的电机,具有较小的空间占有率、较大的功率密度以及更高的效率,被广泛应用于生产生活中的方方面面。但传统的机械式传感器在永磁同步电机交流传动系统中时常出现各种难以维护的问题,降低了交流传动控制的稳定性和可靠性。针对机械式传感器可靠性较低的问题,本文在对PMSM控制中,在中高速度范围采用滑模观测器,在低速度范围采用脉振高频电压注入法,实现全速度范围无位置传感器控制。为了改善传统滑模观测器对PMSM转子位置和速度的估算精度,设计了一种基于自适应滑模边界层的S型控制函数,结合PLL系统构建出改进型滑模观测器。首先,建立以PMSM为研究对象的电机模型,并构建电流滑模面。其次,利用可变滑模边界层的设计思路,结合边界层特性,通过转速对边界层厚度自适应调整的S型控制函数取代传统开关函数,有利于抑制系统抖振并改善观测性能。之后,针对PLL估算转子位置及转速信号时动态阶段跟踪性能较弱的问题,以及边界层改变出现的转速跳变现象,设计了信号抑制器用来减弱动态误差,改善系统估算精度。最后,通过Matlab/Simulink进行仿真分析,证明了本方法具有可行性并且达到了较高的估算精度。为了建立低速范围下的估算算法,首先解释了脉振高频电压注入法的基本原理。其次,对该算法的估算过程进行了详细的分析。最后,在Matlab/Simulink平台搭建模型并进行仿真分析。为了保证高、低速估算算法能够平稳的进行切换控制,设计了一种基于sigmoid函数的复合控制系统。首先,根据PMSM的参数设计合理的复合控制区间。其次,以sigmoid函数作为权重值的计算方式,进一步降低两种估算算法切换过程中的转速波动,保证复合控制区间系统能够平滑过渡。最后,利用Matlab/Simulink仿真验证了方法的有效性。

邹敏[7](2020)在《基于改进扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机无速度传感器控制》文中提出永磁同步电机因体积小、内部构造简单、造价成本低等特点成为如今最普遍的电力传动装置。针对传统的扩展卡尔曼滤波无速度传感器在处于负载突变、转速突变、温度变化等状态下观测结果存在偏差的问题,本文提出一种基于模型参考自适应辨识改进扩展卡尔曼滤波的无速度传感器控制方法。首先,对永磁同步电机的分类、特性进行基本介绍,建立了永磁同步电机基础的数学模型,通过坐标变换将数学模型建立在两相旋转坐标系下。同时分析了矢量控制的不同控制方式并对永磁同步电机矢量控制进行仿真。其次,阐述卡尔曼滤波与扩展卡尔曼滤波的相关知识,重点对扩展卡尔曼滤波数学模型的建立过程进行推导、分析,搭建了以扩展卡尔曼滤波器作为观测器的永磁同步电机无速度传感器矢量控制模型。通过MATLAB仿真验证了扩展卡尔曼滤波转速的特性和系统结构参数变化对扩展卡尔曼滤波的影响。同时结果也表明扩展卡尔曼滤波能较好观测电机的转速与转角位置,具有良好的估计性能。然后为了改善电机关键参数的改变对扩展卡尔曼滤波观测结果的影响,通过采用模型参考自适应辨识改进扩展卡尔曼滤波,并采用最小二乘法改进扩展卡尔曼滤波进行对比实验,仿真结果表明模型参考自适应辨识优化结果理想,精度较高。最后,为了提升整体调速系统的抗扰能力与快速响应能力,在模型参考自适应辨识改进扩展卡尔曼滤波的控制系统加入模糊PI控制算法,仿真结果证明,采用改进方案,整体调速系统的抗扰能力与快速响应能力有明显提升,基本无超调,控制效果较好。

王淳标[8](2020)在《电动汽车用PMSM模型预测及无速度传感器控制研究》文中研究说明面对环境日益严峻的环境问题,电动汽车的崛起毋庸置疑,而在电动汽车行业,电机作为汽车的核心,成为了永恒的话题。永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)作为一种高性能的电机,以其自身的扭矩大,运行效率较高,结构简单可靠等优点,成为国内外学者研究的热点。本文就永磁同步电机的控制算法以及无速度传感器的技术进行了研究与改进。主要包括以下内容:首先,研究了传统的模型预测电流控制原理(MPCC),传统的模型预测控制在每个采样周期内通过价值函数最小的原则,选择出一个最优的电压矢量,但由于控制集的有限性,导致传统单矢量模型预测电流控制在稳定性能上较差,具有较大的电流和转矩波动。占空比控制虽然使得在一个选择周期内,选择的有效电压矢量大小可调,但是方向却只有六种,无法做到全方位的控制。动、稳态性能依旧较差。为此,本文提出一种在双矢量模型预测控制策略上进行改进后的方法,该方法在每一个采样周期内进行两次电压选择,而这二个电压,可以是相邻完整的电压矢量,也可以是相邻的占空比电压,通过对控制时间的调整,使得选择的最佳电压矢量不但大小得到控制,方向也可以得到控制,使得电压的选择覆盖面更大,选择时间更短。采用q轴无差拍的控制原理,减少了控制系统的转矩和电流脉动,同时改善了控制系统在动、静态下的稳定性,仿真和实验结果也验证了改进MPCC控制算法的正确性与合理性。其次,在基于模型电流预测控制的滑模无速度传感器算法的基础上,提出了一种改进高阶滑模观测器,该观测器在传统的高阶滑模观测器上进行改进,以扩展反电动势为状态变量,并采用改进后的正交锁相环来跟踪转子位置信息,这样可以提高系统的稳定性、观测性能,从而达到快速跟踪转子位置和转速的变化的目的。通过仿真分析可得,改进后的模型预测滑模无速度传感器与传统的滑模无速度传感器系统相比可以更快速,精确的观测到转速以及转子位置信息,估计误差小,动态性能和稳态性能更加突出。最后,基于DSP综合开发平台对所改进的MPCC控制策略进行了实验验证,通过分析比对电机在三种控制策略下空载启动运行时的实验结果,验证了本文所改进后的控制策略的正确性与合理性。

许亚瑞[9](2020)在《永磁同步电机无传感器直接转矩控制的研究》文中提出永磁同步电机(PMSM)具有结构简单、损耗小、效率高以及运行可靠等优点,现已在民用、航天和军事领域得到了广泛应用。直接转矩控制(DTC)是继矢量控制之后的又一种高性能控制技术,它以定子磁场定向的方式直接控制磁链转矩,具有响应快速鲁棒性强的特点。然而,直接转矩控制存在转矩脉动以及开关频率不恒定的问题,从而限制了直接转矩控制的应用。另外,为了获取实际转速的信息通常需要安装机械传感器,这样会增加系统成本和复杂性,降低系统的可靠性。因此,本文对直接转矩控制技术和无传感器算法进行了以下研究。首先,阐述了PMSM的控制策略以及无位置传感器的发展现状,介绍了电机的基本结构与分类。建立了不同坐标系下的数学模型,分析了DTC的控制思想以及各模块的控制原理。搭建了传统DTC系统仿真模型,仿真结果验证了传统DTC的响应快速与强鲁棒性能,但存在转矩脉动以及逆变器开关不恒定的问题。其次,针对传统DTC存在的问题,提出了基于二阶滑模控制的改进算法。该算法通过空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术取代了滞环控制器以及传统的开关表,同时利用二阶滑模控制器替代PI控制器来抑制磁链环与转矩环偏差。仿真结果表明,改进DTC有效降低了磁链和转矩脉动。最后,介绍了模型参考自适应系统(MRAS)的辨识理论,并将该理论应用到改进DTC系统中,利用波波夫理论求解出传统MRAS的转速辨识算法。此外,为了降低了定子电阻对可调模型以及定子磁链估算的影响,提出了改进型MRAS策略,设计了同时辨识电阻和转速的改进型MRAS算法,并将辨识出的电阻值实时更新到MRAS的可调模型模块与定子磁链的估算模块。仿真结果表明,改进型MRAS有效降低了电阻对可调模型以及定子磁链的影响,提高了转速的辨识精度以及系统的动静态性能。

李文涛[10](2020)在《基于高频方波注入永磁同步电机无位置传感器控制技术研究》文中指出在交流调速控制领域,永磁同步电机具有体积小、高功率密度、高可靠性、高运行效率等优势。然而,在一些特殊场合下,由于位置传感器的局限性,永磁同步电机无位置控制技术成为了当下的一个研究热点。本文以内埋式永磁同步电机为研究对象,对零低速段时,从提高动态性能与稳态精度两方面对无位置控制技术进行深入研究。首先,介绍永磁电机的物理模型,通过坐标变换理论,对电机进行数学建模,分析常用的矢量控制策略,采用di(28)0的电流控制策略以及电压空间矢量调制策略,搭建了永磁同步电机的双闭环调速系统,验证了有传感器的矢量控制。为了研究低通滤波器对控制系统的影响,对电流环与转速环进行建模分析。其次,建立永磁同步电机的高频模型,介绍了高频旋转正弦电压信号注入无位置控制技术,从原理分析到估计转子位置信息提取过程。为了简化信号处理流程,研究了基于高频脉振信号注入无位置控制,研究在估计旋转轴系和测量轴系下提取估计转子位置两种方案,并搭建仿真模型验证了方案的可行性。为了减少在提取高频电流时带通滤波器的使用,分析了高频响应电流的轨迹,研究了基于高频电流矢量角的估计转子位置提取方案,提高了控制系统的动态性能。为了减少提取高频电流时直流电流的影响,设计了一种新型自适应滤波器,对直流电流进行了有效抑制,结合基于高频电流矢量角转子位置提取方案,搭建仿真模型,验证了方案的有效性。然后,为了减少提取估计转子位置时低通滤波器的使用,提高系统的动态性能,研究了高频方波注入无位置控制,研究了基于静止轴系、测量轴系和估计旋转轴系下提取估计转子位置方案。搭建了仿真平台验证了方案的有效性,为了提高电流的利用率,研究了一种基于高频方波注入下MTPA控制策略,为了提高无位置控制技术的精度,分析了逆变器死区对控制系统的影响,研究了基于方波电压前馈补偿法和自适应滤波电压前馈死区补偿方案,并对仿真进行了验证分析。最后,搭建基于实验平台,通过硬件和软件设计,对高频脉振电压和高频方波注入进行了实验验证。本文图有115幅,表有3个,参考文献146篇。

二、永磁同步电机无速度传感器调速系统设计(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、永磁同步电机无速度传感器调速系统设计(论文提纲范文)

(1)改进无迹卡尔曼滤波的无位置传感器永磁同步电机控制(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 PMSM无传感器技术的研究现状
    1.3 无迹卡尔曼滤波算法的研究现状
    1.4 论文主要工作
第2章 永磁同步电机调速系统模型建立与仿真
    2.1 永磁同步电机的类型
    2.2 永磁同步电机模型搭建
        2.2.1 ABC坐标的PMSM数学模型
        2.2.2 坐标变换
        2.2.3 两相静止坐标系的数学模型
        2.2.4 PMSM两相旋转坐标系下的数学模型
    2.3 永磁同步电机矢量控制调速系统
    2.4 矢量控制的PMSM调速仿真
    2.5 本章小结
第3章 无迹卡尔曼滤波及控制
    3.1 卡尔曼滤波
    3.2 无迹卡尔曼滤波
    3.3 基于UKF的 PMSM控制系统仿真
    3.4 噪声矩阵对UKF预测结果的影响
        3.4.1 噪声矩阵R对UKF预测结果的影响
        3.4.2 噪声矩阵Q对UKF预测结果的影响
    3.5 本章小结
第4章 改进无迹卡尔曼滤波研究
    4.1 基于模糊算法的噪声矩阵参数自调节
        4.1.1 模糊算法原理
        4.1.2 模糊UKF的实现
    4.2 基于负载观测器前馈补偿控制
        4.2.1 负载观测器的建立
        4.2.2 负载转矩前馈补偿
    4.3 改进无迹卡尔曼滤波仿真验证及结果分析
    4.4 本章小结
第5章 基于改进方案UKF的半实物仿真验证
    5.1 半实物平台介绍
    5.2 半实物验证及结果分析
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位主要的研究成果
致谢

(2)电动汽车内置式永磁同步电机无位置传感器中低速运行转子位置观测器的设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 中高速运行的无传感器控制技术的研究
        1.2.2 零低速的无传感器控制技术的研究
    1.3 本文主要研究内容
第二章 永磁同步电机数学模型与矢量控制
    2.1 永磁同步电动机的结构
    2.2 永磁同步电机的数学模型
        2.2.1 坐标变换
        2.2.2 三相静止坐标系下的数学模型
        2.2.3 两相静止坐标系下的数学模型
        2.2.4 两相旋转坐标系下的数学模型
    2.3 永磁同步电机矢量控制
    2.4 本章小结
第三章 基于旋转高频注入的无位置传感器控制
    3.1 旋转高频激励下的PMSM数学模型
    3.2 转子位置跟踪观测器的设计
    3.3 旋转高频激励注入控制算法仿真
    3.4 本章小结
第四章 基于旋转高频注入的转子位置检测的优化
    4.1 基于龙贝格观测器的转子位置检测的优化
        4.1.1 龙贝格观测器的结构及原理
        4.1.2 龙贝格观测器的改进设计
        4.1.3 仿真结果及分析
    4.2 基于旋转高频注入的IPMSM位置检测的改进研究
        4.2.1 数字滤波器的原理
        4.2.2 IIR滤波器的设计步骤
        4.2.3 MATLAB在IIR滤波器设计中的应用
        4.2.4 仿真波形及分析
    4.3 本章小结
第五章 基于高频注入与滑模观测的PMSM无位置传感器复合控制
    5.1 滑模变结构控制基本原理
    5.2 用于PMSM无位置传感器控制的滑模观测器设计
    5.3 高频注入法与滑模观测器控制策略的切换
    5.4 复合控制仿真实现和结果分析
    5.5 本章小结
第六章 系统硬件和软件设计
    6.1 基本结构
    6.2 系统的硬件设计
        6.2.1 DSP最小系统
        6.2.2 驱动电路
        6.2.3 检测电路
        6.2.4 通信电路设计
    6.3 软件设计
        6.3.1 软件开发环境
        6.3.2 软件设计流程
    6.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢

(3)永磁同步电机无速度传感器直接转矩控制策略的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 PMSM无速度传感器DTC策略的研究背景与意义
    1.2 无速度传感器控制策略的概述
        1.2.1 无速度传感器控制技术的发展趋势
        1.2.2 无速度传感器控制技术存在的问题及解决方案
    1.3 直接转矩控制策略的概述
    1.4 本文主要研究内容
2 PMSM数学模型及MRAS理论研究
    2.1 永磁同步电机结构
    2.2 永磁同步电机的数学模型
        2.2.1 三相静止坐标系下PMSM数学模型
        2.2.2 两相静止坐标系下PMSM数学模型
        2.2.3 同步旋转坐标系下PMSM数学模型
    2.3 模型参考自适应原理
    2.4 直接转矩控制原理
        2.4.1 PMSM直接转矩控制方案
    2.5 本章小结
3 基于自抗扰的模型参考自适应无速度传感器控制策略研究
    3.1 基于模型参考自适应的无速度传感器控制方案
        3.1.1 模型参考自适应系统
        3.1.2 参考模型和可调模型
        3.1.3 自适应律设计与转速估计
    3.2 双参数模型参考自适应的无速度传感器控制方案
    3.3 采用自抗扰控制器的模型参考自适应无速度传感器控制方案
        3.3.1 自抗扰控制器的组成
        3.3.2 自抗扰控制器数学模型
        3.3.3 速度环自抗扰控制器数学模型
    3.4 复合控制策略的实现方案
    3.5 仿真对比与分析
    3.6 本章小结
4 本课题实验平台的硬件组成及软件设计
    4.1 整体系统的硬件设计
        4.1.1 控制芯片简介
        4.1.2 整流模块
        4.1.3 逆变桥电路
        4.1.4 转子信息反馈处理电路
    4.2 系统软件设计
        4.2.1 系统主程序设计
        4.2.2 中断服务程序设计
        4.2.3 速度环自抗扰子程序设计
        4.2.4 模型参考自适应子程序设计
    4.3 本章小结
5 本课题实验结果与分析
    5.1 实验定子电流波形对比
    5.2 实验转速波形对比
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间主要研究成果

(4)基于双扩展卡尔曼滤波器和信号注入法的永磁同步电动机无速度传感器控制(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 高频信号注入法
        1.2.2 电机模型法
        1.2.3 复合型观测器
        1.2.4 永磁同步电机的参数辨识
    1.3 主要研究内容
2 矢量控制及DEKF和信号注入法的基本原理
    2.1 内置式永磁同步电机的数学模型
    2.2 矢量控制的基本原理
    2.3 DEKF算法的基本原理
    2.4 考虑高频信号的IPMSM的数学模型
    2.5 高频脉振电压信号注入法
        2.5.1 饱和凸极性
        2.5.2 高频脉振电压信号注入法的基本原理
    2.6 本章小结
3 引入DEKF增强参数鲁棒性的复合观测器
    3.1 内置式永磁同步电机的DEKF算法
    3.2 内置式永磁同步电机的高频信号注入法
    3.3 注入频率和幅值的选取
    3.4 本文中的复合观测器的组成及实现方式
    3.5 本章小结
4 仿真结果及分析
    4.1 高速运行时的DEKF和 EKF的对比仿真结果和分析
    4.2 低速运行时信号注入法的仿真结果及分析
    4.3 复合观测器的仿真结果及分析
    4.4 本章小结
5 实验研究与分析
    5.1 实验平台介绍
    5.2 软件结构
        5.2.1 主程序设计
        5.2.2 中断程序设计
    5.3 实验结果及分析
        5.3.1 中高速段加减载时的实验结果及分析
        5.3.2 低速段加减载时的实验结果及分析
        5.3.3 复合观测器的实验结果及分析
    5.4 本章小结
6 结论及展望
    6.1 结论
    6.2 进一步研究工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果
附件

(5)高速列车用永磁同步电机模糊直接转矩控制(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 列车传动控制系统研究现状
    1.3 直接转矩控制策略的研究现状
    1.4 无速度传感器技术的研究现状
    1.5 本文主要研究内容
第二章 永磁同步电机的数学模型及其直接转矩控制
    2.1 永磁同步电机的结构及其分类
    2.2 永磁同步电机的数学模型
        2.2.1 坐标变换
        2.2.2 永磁同步电机的数学模型
    2.3 基于直接转矩控制的永磁同步电机调速系统
        2.3.1 永磁同步电机直接转矩控制基本原理
        2.3.2 永磁同步电机直接转矩控制系统的构成
        2.3.3 直接转矩控制系统转矩脉动的产生原因
    本章小结
第三章 基于模糊控制的永磁同步电机直接转矩控制
    3.1 模糊控制系统
        3.1.1 模糊控制系统的发展与特点
        3.1.2 模糊控制系统的基本原理及结构
    3.2 永磁同步电机模糊直接转矩控制
        3.2.1 模糊直接转矩控制的基本原理及结构
        3.2.2 Δ_ψ和ΔT_e模糊控制器的设计
    3.3 基于变论域的永磁同步电机模糊直接转矩控制
        3.3.1 变论域模糊直接转矩控制的基本原理及结构
        3.3.2 变论域模块的设计
    本章小结
第四章 基于双模糊PI的永磁同步电机直接转矩控制
    4.1 模型参考自适应控制系统的基本原理
    4.2 PMSM的 MRAS速度辨识设计
        4.2.1 参考模型和可调模型的确定
        4.2.2 参考自适应律的确定
    4.3 基于双模糊PI的 PMSM DTC控制
        4.3.1 模糊PI MRAS系统的基本原理及结构
        4.3.2 转速环模糊PI控制器的基本结构
        4.3.3 模糊PI控制器的设计
    本章小结
第五章 基于MATLAB/simulink的系统仿真与分析
    5.1 基于变论域模糊PMSM DTC仿真模型与分析
        5.1.1 不含零矢量PMSM DTC仿真模型
        5.1.2 含零矢量PMSM DTC仿真模型
        5.1.3 基于模糊控制的PMSM DTC仿真模型
        5.1.4 基于变论域模糊控制的PMSM DTC仿真模型
        5.1.5 各系统仿真结果对比与分析
    5.2 基于双模糊PI的 PMSM DTC系统仿真与分析
        5.2.1 基于模糊PI的 MRAS系统仿真模型
        5.2.2 基于转速环模糊PI的系统仿真模型
        5.2.3 系统仿真结果对比与分析
    本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢

(6)基于全速度范围的永磁同步电机无传感器控制研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 永磁同步电机的性能分析
    1.3 永磁同步电机控制技术的现状
        1.3.1 V/f压频比控制
        1.3.2 矢量控制
        1.3.3 直接转矩控制
    1.4 无传感器算法的研究现状
        1.4.1 低速度范围下的控制算法
        1.4.2 中高速度范围的控制算法
    1.5 论文主要研究内容安排
第2章 永磁同步电机数学模型及其控制策略
    2.1 永磁同步电机的结构
    2.2 永磁同步电机数学模型的分析
        2.2.1 PMSM在三相坐标系下的数学模型
        2.2.2 两相静止坐标系下数学模型
        2.2.3 两相旋转坐标系下的电机数学模型
    2.3 永磁同步电机矢量控制
        2.3.1 永磁同步电机矢量控制原理
        2.3.2 永磁同步电机SVPWM控制
    2.4 永磁同步电机矢量控制系统仿真
        2.4.1 转速突变分析
        2.4.2 转矩突变分析
    2.5 本章小结
第3章 基于滑模观测器的PMSM中高速区间无传感器控制
    3.1 滑模变结构控制系统
        3.1.1 滑模变结构的原理
    3.2 滑模变结构控制的设计
        3.2.1 切换函数s(x)的设计
        3.2.2 控制函数u(x)的设计
        3.2.3 滑模变结构的抖振影响
        3.2.4 削弱抖振的方法
    3.3 传统滑模观测器的数学模型
        3.3.1 传统滑模观测器转子位置及转速估算
        3.3.2 传统转子位置与转速估计方式性能分析
    3.4 改进型滑模观测器
        3.4.1 基于可变边界层的S型滑模观测器
        3.4.2 稳定性分析
        3.4.3 改进锁相环设计
    3.5 仿真结果及分析
        3.5.1 仿真模型的建立
        3.5.2 转速突变分析
        3.5.3 负载突变分析
    3.6 本章小结
第4章 基于脉振高频注入法的PMSM低速区间无传感器控制
    4.1 脉振高频电压注入法的基本原理
    4.2 基于脉振高频电压注入法的永磁同步电机转子位置和速度估算
    4.3 脉振高频电压注入法的仿真搭建与结果分析
    4.4 本章小结
第5章 基于全速度范围的PMSM无传感器控制
    5.1 全速度范围无传感器控制系统设计
        5.1.1 切换策略的原理
        5.1.2 切换方式
    5.2 基于S型曲线的复合控制法
        5.2.1 复合控制算法的设计
    5.3 仿真结果与分析
        5.3.1 直接切换法仿真结果
        5.3.2 基于S型曲线的复合控制法仿真结果
        5.3.3 切换区间转速随机给定实验
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 主要工作总结
    6.2 研究展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢

(7)基于改进扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机无速度传感器控制(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 永磁同步电机调速控制研究现状
        1.2.1 调速系统控制算法研究现状
        1.2.2 无速度传感器技术研究现状
    1.3 论文主要工作
第2章 永磁同步电机数学模型与矢量控制
    2.1 永磁同步电机的数学模型
        2.1.1 PMSM三相对称坐标系下的数学模型
        2.1.2 坐标变换
        2.1.3 PMSM两相静止坐标系下的数学模型
        2.1.4 PMSM两相旋转坐标系下的数学模型
    2.2 永磁同步电机矢量控制
        2.2.1 矢量控制策略
        2.2.2 id=0矢量控制过程
        2.2.3 SVPWM控制过程
    2.3 PMSM矢量控制系统仿真
    2.4 本章小结
第3章 扩展卡尔曼滤波及控制研究
    3.1 卡尔曼滤波
    3.2 扩展卡尔曼滤波
    3.3 基于EKF的 PMSM控制系统仿真
    3.4 系统参数对EKF预测结果影响研究
        3.4.1 定子电阻对EKF预测结果的影响
        3.4.2 定子电感对EKF预测结果的影响
        3.4.3 转子磁链对EKF预测结果的影响
        3.4.4 转动惯量对EKF预测结果的影响
    3.5 本章小结
第4章 改进扩展卡尔曼滤波算法研究
    4.1 基于遗忘因子最小二乘法
        4.1.1 基于遗忘因子最小二乘辨识法
        4.1.2 电阻、电感、磁链参数辨识
        4.1.3 转动惯量参数辨识
    4.2 基于模型参考自适应法
        4.2.1 电阻、电感、磁链辨识原理
        4.2.2 转动惯量辨识原理
    4.3 对比仿真验证及结果分析
        4.3.1 基于遗忘因子最小二乘法改进EKF仿真
        4.3.2 基于模型参考自适应改进EKF仿真
    4.4 本章小结
第5章 基于模糊PI的转速控制研究
    5.1 模糊PI及其转速控制原理
    5.2 仿真验证及结果分析
        5.2.1 基于传统PI控制的系统仿真
        5.2.2 基于模糊PI控制的系统仿真
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位主要的研究成果
致谢

(8)电动汽车用PMSM模型预测及无速度传感器控制研究(论文提纲范文)

中文摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 国内外电动汽车发展现状概述
    1.3 国内电动汽车发展现状
    1.4 国外电动汽车发展现状
    1.5 电动汽车驱动系统发展现状
        1.5.1 电动汽车的驱动电机
        1.5.2 永磁同步电机控制技术研究
        1.5.3 无速度传感器技术研究概述
    1.6 本文主要研究内容与结构安排
第二章 永磁同步电机的数学模型与模型预测控制
    2.1 引言
    2.2 永磁同步电机的模型
        2.2.1 在A-B-C轴系中的数学模型
        2.2.2 PMSM在α-β坐标系中的数学模型
        2.2.3 PMSM在d-q坐标系中的数学模型
        2.2.4 PMSM在x-y坐标系中的数学模型
        2.2.5 PMSM的复矢量数学模型
    2.3 空间矢量脉宽调制技术原理
    2.4 结论
第三章 永磁同步电机模型预测电流控制研究
    3.1 模型预测控制概述
    3.2 模型预测控制原理
    3.3 单矢量模型预测电流控制
    3.4 占空比模型预测电流控制
    3.5 改进矢量MPCC控制策略
    3.6 仿真与对比
        3.6.1 空载启动仿真对比分析
        3.6.2 突加负载仿真分析对比
        3.6.3 带载减速仿真分析对比
    3.7 本章小结
第四章 改进高阶滑模无传感器控制研究
    4.1 滑模无速度传感器基本原理
    4.2 滑模控制PMSM无速度传感器策略
    4.3 改进滑模观测器
    4.4 位置跟踪器改进
    4.5 仿真分析与对比
    4.6 本章小结
第五章 永磁同步电机模型预测电流控制实验研究
    5.1 系统硬件结构
    5.2 系统软件设计
    5.3 实验验证及结果分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢

(9)永磁同步电机无传感器直接转矩控制的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题硏究背景与意义
    1.2 永磁同步电机的主要控制策略
    1.3 永磁同步电机直接转矩控制的国内外研究现状
        1.3.1 抑制转矩脉动和恒定逆变器开关频率
        1.3.2 无传感器控制技术的研究现状
        1.3.3 定子磁链的观测
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 永磁同步电机的结构与数学模型
    2.1 永磁同步电机的结构
    2.2 永磁同步电机的坐标变换
        2.2.1 ABC自然坐标系与αβ静止坐标系的变换关系
        2.2.2 αβ静止坐标系与dq同步旋转坐标系的变换关系
        2.2.3 ABC自然坐标系与dq同步旋转坐标系的变换关系
        2.2.4 dq转子旋转坐标系与xy定子旋转坐标系的变换关系
    2.3 永磁同步电机的数学模型
        2.3.1 自然坐标系下永磁同步电机所对应的数学模型
        2.3.2 两相静止坐标系下永磁同步电机所对应的数学模型
        2.3.3 两相旋转坐标系下永磁同步电机所对应的数学模型
    2.4 本章小结
第3章 永磁同步电机直接转矩控制策略
    3.1 永磁同步电机直接转矩控制原理
        3.1.1 直接转矩控制的基本思想
        3.1.2 永磁同步电机直接转矩控制的基本结构
    3.2 永磁同步电机直接转矩控制系统各模块分析
        3.2.1 三相电压源逆变器的工作原理
        3.2.2 磁链和转矩控制原理
        3.2.3 直接转矩控制开关表的选择
    3.3 传统直接转矩控制MATLAB仿真
        3.3.1 仿真建模
        3.3.2 仿真结果分析
    3.4 本章小结
第4章 基于二阶滑模控制的直接转矩控制研究
    4.1 基于空间矢量脉宽调制技术的直接转矩控制
        4.1.1 空间矢量脉宽调制技术的基本原理
        4.1.2 空间矢量脉宽调制技术的实现
        4.1.3 基于SVPWM的直接转矩控制系统的搭建
    4.2 基于二阶滑模控制的直接转矩控制
        4.2.1 滑模控制的基本原理
        4.2.2 滑模控制器设计
        4.2.3 二阶滑模控制器设计
    4.3 系统仿真建模与结果分析
        4.3.1 仿真建模
        4.3.2 仿真结果分析
    4.4 本章小结
第5章 基于MRAS的PMSM的无速度传感器控制
    5.1 模型参考自适应理论
        5.1.1 MRAS系统的分类
        5.1.2 自适应规律的设计方法
    5.2 基于MRAS转速辨识系统的建立
        5.2.1 参考模型和可调模型的设计
        5.2.2 自适应规律的确定
        5.2.3 仿真建模与结果分析
    5.3 基于改进型MRAS转速辨识系统的建立
        5.3.1 参考模型和可调模型的设计
        5.3.2 自适应规律的确定
    5.4 系统仿真模型及结果分析
    5.5 本章小结
结论
附录
    附录 A
    附录 B
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文
致谢

(10)基于高频方波注入永磁同步电机无位置传感器控制技术研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 永磁同步电机无位置传感器国内外研究现状
    1.3 永磁同步电机无位置传感器控制技术综述
    1.4 基于永磁同步电机最大转矩电流比控制策略研究
    1.5 逆变器的死区及补偿策略国内外研究现状
    1.6 永磁同步电机高频注入无位置控制存在主要问题
    1.7 论文研究的主要内容及章节安排
2 永磁同步电机数学模型与矢量控制
    2.1 永磁同步电机本体结构和模型
    2.2 永磁同步电机的数学模型
    2.3 永磁同步电机矢量控制策略
    2.4 滤波器对无位置传感器控制系统带宽的影响
    2.5 本章小结
3 基于高频正弦电压注入的无位置传感器控制技术
    3.1 高频旋转正弦电压注入原理分析
    3.2 基于脉振高频电压注入法无位置控制技术
    3.3 基于高频电流矢量角的转子估计位置提取方案
    3.4 基于自适应滤波器提取高频电流方案
    3.5 本章小结
4 基于高频方波注入无位置传感器控制技术研究
    4.1 高频脉振方波注入无位置传感器控制技术
    4.2 高频脉振方波信号注入的MTPA控制策略研究
    4.3 逆变器的死区影响及补偿策略研究
    4.4 本章小结
5 永磁同步电机无位置传感器控制实验
    5.1 实验平台简介
    5.2 实验平台的硬件电路设计
    5.3 软件设计中数据处理
    5.4 软件方案设计
    5.5 永磁 同步电机无位置控制实验
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 总结
    6.2 后续工作展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

四、永磁同步电机无速度传感器调速系统设计(论文参考文献)

  • [1]改进无迹卡尔曼滤波的无位置传感器永磁同步电机控制[D]. 何宗卿. 湖南工业大学, 2021(02)
  • [2]电动汽车内置式永磁同步电机无位置传感器中低速运行转子位置观测器的设计[D]. 杜大宝. 安徽工程大学, 2020(04)
  • [3]永磁同步电机无速度传感器直接转矩控制策略的研究[D]. 孟琳. 西安理工大学, 2020(01)
  • [4]基于双扩展卡尔曼滤波器和信号注入法的永磁同步电动机无速度传感器控制[D]. 杨潇潇. 西安理工大学, 2020(01)
  • [5]高速列车用永磁同步电机模糊直接转矩控制[D]. 姬嗣龙. 大连交通大学, 2020(05)
  • [6]基于全速度范围的永磁同步电机无传感器控制研究[D]. 陈瀚. 湖南工业大学, 2020(02)
  • [7]基于改进扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机无速度传感器控制[D]. 邹敏. 湖南工业大学, 2020(02)
  • [8]电动汽车用PMSM模型预测及无速度传感器控制研究[D]. 王淳标. 太原科技大学, 2020(03)
  • [9]永磁同步电机无传感器直接转矩控制的研究[D]. 许亚瑞. 河北科技大学, 2020(01)
  • [10]基于高频方波注入永磁同步电机无位置传感器控制技术研究[D]. 李文涛. 中国矿业大学, 2020(01)

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永磁同步电机无速度传感器调速系统设计
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