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無E+E位置傳感器永磁交流伺服系統控制策略研究
永磁交流伺服系統因其自身的一些優點,在數控機床、工業機器人等領域中取得日益廣泛的應用。同時,無E+E位置傳感器永磁同步電動機的矢量控制方法也成為研究中的一個熱點。在對無E+E位置傳感器控制策略中的一些關鍵問題進行深入研究的基礎上,提出了一套切實可行的無E+E位置傳感器控制方案。

無E+E位置傳感器永磁交流伺服系統控制策略研究
近年來,隨著現代電力電子技術、現代控制理論以及永磁材料的飛速發展,永磁容錯電機以其高效性,高可靠性等許多優點,在電氣傳動系統中的應用受到越來越大的關注。為了增加系統的可靠性以及降低成本,永磁容錯電機的無E+E位置傳感器控制技術成為電機控制技術的研究熱點。無E+E位置傳感器永磁容錯電機控制系統具有結構簡單、運行效率高、體積小以及可以用于一些特殊場合的特點。因此,研究基于無E+E位置傳感器的永磁容錯電機矢量控制技術,具有較大的學術價值和廣闊的應用前景。在閱讀了大量國內外文獻的基礎上首先介紹了永磁容錯電機的結構和特點,建立了三相永磁容錯電機在不同坐標系下的數學模型。在分析永磁同步電動機(PMSM)的數學模型基礎上,建立了具有空間電壓矢量脈寬調制(SVPWM)模塊的永磁同步電動機控制系統Matlab仿真模型,基于該仿真模型,可以對無E+E位置傳感器控制算法的合理性進行驗證,從而加快實際系統的設計和調試過程。 將卡爾曼*估計原理應用到交流永磁同步電動機伺服系統中,提出了一種基于擴展卡爾曼濾波器的永磁同步電動機無E+E位置傳感器調速系統的狀態估計方法。結合卡爾曼濾波原理,通過在α?β坐標系下對電機非線性方程進行線性化,給出了一種對永磁電機的轉子位置角和轉速進行實時在線*估計的方法。該方法具有優良的轉子位置和轉速跟蹤特性,同時系統具有較強的抗負載擾動性能和較佳的控制性能。仿真結果證明了該方法的有效性。 在推導基于估計坐標系的永磁同步電動機模型基礎上,提出了PMSM無E+E位置傳感器矢量控制的一種新的狀態估計方法。該方法將電氣穩態操作概念引入電機的狀態估計中,有效解決了暫態過程中轉子速度、位置估計不精確的問題。該狀態估計算法簡單,具有計算量小,易于數字化實現的特點。在討論狀態估計算法對電機參數依賴性的基礎上,給出了估計誤差補償算法。仿真和實驗結果證明了上述結論。針對無E+E位置傳感器控制方法無法檢測電機轉子初始位置進而無法順利啟動的問題,提出一種利用恒定的定子磁場將永磁轉子進行初始定位,然后利用旋轉磁場鎖定轉子位置的新起動方法。

無E+E位置傳感器永磁交流伺服系統控制策略研究
實驗證明,該方法可以準確的獲得轉子初始位置,使起動更平穩。在上述工作基礎上,以TI公司推出的電機微處理器TMS320LF2407A DSP為控制核心,輔以必要的硬件,設計完成了一套完整的PMSM全數字驅動系統,對無E+E位置傳感器控制策略進行了實驗研究。并設計了DSP的CAN模塊與DSP的接口,通過設計相應的上位機監控軟件,實現了DSP與上位機的通訊。