永磁交流伺服系统的无位置传感器控制研究

【摘要】：本文致力于基于滑模观测器的永磁交流伺服系统无位置传感器控制仿真和实验研究。 首先介绍了本文所涉及到的永磁交流电机控制和滑模变结构理论。并在此基础上建立了基于Matlab/Simulink仿真分析模型,对一台1.6kw永磁交流电机进行仿真,仿真结果表明,采用滑模观测器的理论参数,模型获得的转子位置重构信息在轻载时不收敛,重载时误差较大。接着,利用仿真模型进一步研究了滑模观测器参数和滤波参数与位置估算误差之间的关系,并给出了一种改进的滑模观测器。 接着给出了系统样机的硬件结构和被控对象参数,介绍了系统样机的软件设计和架构,着重讨论了系统样机软件中的PID数字调节器,数值处理和SVPWM算法的实现。 最后进行了实验研究。针对有位置传感器的系统对比分析了常规PI调节器,变结构PI调节器和微分反馈PI调节器对系统空载动态性能响应时间和超调量的影响。并在此基础上进一步研究了无速度位置传感器的控制策略,探讨了不同负载不同转速下,采用滑模观测器得到的位置和速度重构结果,并针对零速启动问题,给出了采用变速变频启动切换的方法。