基于滑模觀測(cè)器的高速永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器技術(shù)研究.pdf

1、高速永磁同步電機(jī)(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)作為高速電主軸的核心部件，具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、功率密度大和工作效率高等特點(diǎn)，近年來(lái)逐漸受到人們的關(guān)注。高速永磁同步電機(jī)的控制性能決定了高速數(shù)控機(jī)床的工作效率，因此對(duì)高速永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)展開(kāi)研究具有較高的應(yīng)用價(jià)值。由于高速永磁同步電機(jī)本體結(jié)構(gòu)的限制，不適宜安裝機(jī)械傳感器，因此，高速永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器控制一直是學(xué)者們研究的熱點(diǎn)。滑模觀測(cè)

2、器作為滑模變結(jié)構(gòu)控制在無(wú)傳感器控制領(lǐng)域的一個(gè)應(yīng)用，具有魯棒性強(qiáng)和估算精度高的優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際工程應(yīng)用中，其固有的抖振現(xiàn)象會(huì)極大地影響控制效率。本文以傳統(tǒng)滑模觀測(cè)器為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)滑模變結(jié)構(gòu)控制理論和狀態(tài)線性反饋控制理論的分析，以抑制傳統(tǒng)滑模觀測(cè)器抖振問(wèn)題、改善無(wú)傳感器控制精度、提高高速 PMSM調(diào)速范圍和增強(qiáng)高速 PMSM控制系統(tǒng)魯棒性為目標(biāo)，針對(duì)高速永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器控制展開(kāi)了研究。
　　首先，通過(guò)對(duì)永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型和滑模變結(jié)

3、構(gòu)控制理論的分析，建立了基于永磁同步電機(jī)的滑模觀測(cè)器數(shù)學(xué)模型，并結(jié)合電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)分析了其抖振的原因。
　　其次，從滑模觀測(cè)器的開(kāi)關(guān)函數(shù)、滑模增益系數(shù)和開(kāi)關(guān)信號(hào)處理方式三個(gè)方面對(duì)傳統(tǒng)滑模觀測(cè)器做出改進(jìn)，提出了新型滑模觀測(cè)器結(jié)構(gòu)，理論分析了其具有低抖振、高觀測(cè)精度的特點(diǎn)，并通過(guò)MATLAB軟件進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　再次，從經(jīng)典控制理論角度分析了新型滑模觀測(cè)器魯棒性不足的缺點(diǎn)，并設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)矩前饋控制與定子電阻自適應(yīng)滑模觀測(cè)器以增