基于滑模观测器的无传感器PMSM驱动控制系统的研究

近年来,现代电力电子技术、微电子技术以及现代控制理论的飞速发展,促进了永磁同步电动机无传感器控制技术的不断进步。无传感器永磁同步电动机调速系统不仅具有结构简单、易维护、运行效率高、调速性能好等优点,还具有体积小、成本低、可靠性高以及能应用于一些特殊场合的特点。本文以无传感器永磁同步电动机在变频空调中的应用为工程背景,以正弦波驱动的永磁同步电动机为研究对象,采用滑模观测器方法,研究并实现了永磁同步电动机驱动控制系统的无传感器矢量控制。 论文首先在对无传感器永磁同步电动机转子位置检测方法进行深入分析的基础上,设计并实现了一种鲁棒性好、控制算法简单、易于工程实现的基于滑模观测器的转子位置估计方法。 其次,在分析PMSM的数学模型和矢量控制方案的基础上,建立了基于滑模观测器的PMSM无传感器控制的系统模型。为实现无传感器PMSM的矢量控制的仿真和实验研究提供了理论依据。并在此基础上完成了基于滑模观测器的无传感器PMSM驱动控制系统的硬件电路设计和软件编程工作。 最后,论文对基于滑模观测器的无传感器PMSM驱动控制系统进行仿真和实验研究。运用MATLAB/Simulink对无传感器的永磁同步电动机调速系统进行了仿真研究,仿真结果表明了该方法的有效性。在已完成的基于TI公司TMS320LF2407A DSP的永磁同步电动机实验平台上进行了无传感器PMSM驱动控制系统测试,实验结果与仿真的结果相符,系统性能能满足设计要求。