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準(zhǔn)滑模觀測(cè)器的無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)E+E位置傳感器控制技術(shù)
無(wú)刷直流電機(jī)具有高效節(jié)能、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、無(wú)換相火花及較好的機(jī)械特性等優(yōu)點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于眾多行業(yè)。傳統(tǒng)的無(wú)刷直流電機(jī)是通過(guò)轉(zhuǎn)子E+E位置傳感器得到確切的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的換相和調(diào)速的。但E+E位置傳感器的存在,使得無(wú)刷直流電機(jī)在航空航天、汽車等應(yīng)用場(chǎng)合受到了很大的限制,甚至在某些場(chǎng)合無(wú)法使用。

準(zhǔn)滑模觀測(cè)器的無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)E+E位置傳感器控制技術(shù)
因此,無(wú)刷直流電機(jī)的無(wú)E+E位置傳感器轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)方法成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。滑模變結(jié)構(gòu)控制具有對(duì)參數(shù)攝動(dòng)的*自適應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),可以用它來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度、位置的控制。主要進(jìn)行永磁無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)E+E位置傳感器控制的前期理論研究。用Matlab7.1/Simulink建立基于端電壓檢測(cè)的無(wú)E+E位置傳感器模型仿真。并把其仿真結(jié)果和永磁無(wú)刷直流電機(jī)有E+E位置傳感器控制仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。滑模觀測(cè)器不僅能得到不確定對(duì)象的狀態(tài),還能獲得對(duì)象模型中內(nèi)外干擾的實(shí)時(shí)控制量。但傳統(tǒng)滑模觀測(cè)器控制存在抖振大、精度不高等問(wèn)題,因此限制了該方法在高性能驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合的應(yīng)用。針對(duì)上述問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種基于新型準(zhǔn)滑模變結(jié)構(gòu)觀測(cè)器的無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)E+E位置傳感器控制系統(tǒng)。 首先介紹了無(wú)刷直流電機(jī)的基本原理和控制方法,闡述了無(wú)E+E位置傳感器控制中常用的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)方法,然后根據(jù)無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和滑模變結(jié)構(gòu)理論,引入了一種新型準(zhǔn)滑模觀測(cè)器進(jìn)行轉(zhuǎn)子位置估計(jì)。該觀測(cè)器以實(shí)測(cè)電流和觀測(cè)電流之間的誤差作為滑模面,再根據(jù)反電勢(shì)與轉(zhuǎn)速的數(shù)學(xué)關(guān)系估算出轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速。切換函數(shù)采用飽和函數(shù)替代開(kāi)關(guān)函數(shù),通過(guò)選擇合適的邊界層厚度,有效的削弱了抖振；并以滑模觀測(cè)器得到的轉(zhuǎn)速作為反饋進(jìn)行閉環(huán)控制,使實(shí)際轉(zhuǎn)速響應(yīng)得到良好的效果。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于新型準(zhǔn)滑模觀測(cè)器的無(wú)刷直流電機(jī)的無(wú)E+E位置傳感器控制系統(tǒng),仿真結(jié)果表明,設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)不僅能夠得到準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置和角速度,提高了轉(zhuǎn)子位置估算的精度,而且能有效的抑制傳統(tǒng)滑模控制的抖振,使系統(tǒng)具有較強(qiáng)的魯棒性。仿真結(jié)果表明:永磁無(wú)刷直流電機(jī)的無(wú)E+E位置傳感器矢量控制和帶E+E位置傳感器控制相比亦具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和速度控制特性。

準(zhǔn)滑模觀測(cè)器的無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)E+E位置傳感器控制技術(shù)
zui后,以公司的dsPIC30F6010單片機(jī)為核心,設(shè)計(jì)了無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)E+E位置傳感器控制的硬件和軟件系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了無(wú)刷直流電機(jī)的啟動(dòng)、電流電壓采樣、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和位置檢測(cè)等功能。