永磁同步电机无位置传感器矢量控制

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永磁同步电机的矢量控制系统

永磁同步电机的矢量控制系统一、本文概述随着科技的不断进步和工业的快速发展，电机作为核心动力设备，在各种机械设备和工业自动化系统中扮演着至关重要的角色。

其中，永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，简称PMSM）因其高效率、高功率密度和优良的控制性能等优点，被广泛应用于电动汽车、风力发电、机床设备等领域。

为了实现永磁同步电机的精确控制，提高其运行效率和稳定性，矢量控制（Vector Control）技术被引入到永磁同步电机的控制系统中。

本文将对永磁同步电机的矢量控制系统进行深入探讨。

文章将简要介绍永磁同步电机的基本结构和运行原理，为后续的矢量控制理论奠定基础。

接着，文章将重点阐述矢量控制的基本原理和实现方法，包括坐标变换、空间矢量脉宽调制（SVPWM）等关键技术。

文章还将分析矢量控制系统中的传感器选择、参数辨识以及控制策略优化等问题，以提高系统的控制精度和鲁棒性。

通过本文的研究，读者可以对永磁同步电机的矢量控制系统有一个全面而深入的了解，为实际应用中提高永磁同步电机的控制性能提供理论支持和指导。

本文还将探讨未来永磁同步电机矢量控制系统的发展趋势和挑战，为相关领域的研究者和工程师提供有价值的参考信息。

二、永磁同步电机的基本原理永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）是一种高效、高性能的电机类型，其工作原理基于电磁感应和磁场相互作用。

PMSM的核心组成部分包括定子、转子和永磁体。

定子通常由三相绕组构成，负责产生旋转磁场；转子则装有永磁体，这些永磁体在定子产生的旋转磁场作用下，产生转矩从而驱动电机旋转。

PMSM的工作原理可以简要概括为：当定子三相绕组通入三相交流电时，会在定子内部形成旋转磁场。

由于转子上的永磁体具有固定的磁极，它们在旋转磁场的作用下会受到力矩的作用，从而使转子跟随定子磁场的旋转而旋转。

通过控制定子电流的相位和幅值，可以精确控制旋转磁场的转速和转向，从而实现对PMSM的精确控制。

基于高频注入法的pmsm无位置传感器控制

摘要永磁同步电机(PMSM)因其体积小、效率高、能量密度高等特点，已经在工业生产、日常生活、新能源汽车等领域中得到了广泛的应用。

常用的永磁同步电机控制策略都需要实时获知转子的位置，目前一般是通过角度传感器来获得转子位置，但与此同时，带有角度传感器的控制系统往往需要控制系统提供额外的接口电路，而且需要考虑传感器的稳定性和成本等问题，一些工作情况比较恶劣的情况下甚至不允许系统加装传感器。

鉴于这些原因，无位置传感器的PMSM控制成为当前需要解决的一个问题。

本文针对这一问题，研究了基于高频信号注入法的PMSM无位置传感器的控制策略。

本文首先分析了PMSM的基本结构以及数学模型，然后介绍了空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)的理论。

在SVPWM的基础上，介绍了PMSM的矢量控制，即通过坐标变换解耦，把控制系统的励磁分量和转矩分量单独控制。

在矢量控制系统的大框架下，介绍了高频信号注入法的基本工作原理，即在电机的基波电压中注入幅值远低于直流总线电压、频率远高于转子电角度频率的正弦信号，然后对高频信号激励下的定子电流进行采样，通过滤波器获得含有转子位置的高频信号，再通过一系列数学运算解算出转子位置。

在这些理论基础上，建立了旋转高频注入法和脉振高频注入法的MATLAB/Simulink模型，仿真结果表明两种高频注入法都能较好的跟踪转子位置。

设计了以MKV46F256VLH16为核心的PMSM无位置传感器控制系统，并在图形化上位机FreeMASTER平台运行了基于脉振高频注入法的实验，得到了详细的实验波形和数据。

论文最后通过仿真和实验结果，得出结论。

关键词：永磁同步电机无位置传感器矢量控制高频注入法AbstractPermanent Magnet Synchronous Motor(PMSM) has been widely used in the field of industrial production, daily life, new energy vehicles and so on due to its small volume, high efficiency, high energy density, etc. In general, common control strategy for PMSM needs real-time rotor position, which is usually obtained by rotor position sensor. Meanwhile, control system with position sensor should offer additional interface electric circuit, and the stability and cost of position sensor should be taken into consideration. In addition, position sensor could not be installed in harsh situation. In consideration of these reasons, sensorless control system for PMSM need to be proposed. This paper aims at this issue and studies strategy of sensorless control on PMSM based on high frequency signal injection.This paper analyzes the basic structure and mathematic model of PMSM, and introduces the theory of Space Vector Pulse Width Modulation(SVPWM). B ased on SVPWM, vector control system of PMSM is introduced, which decouples excitation and torque variable using coordinates transform, so two variables could be controlled alone. Basic principle of high frequency signal injection is introduced based on the frame of vector control. Sinusoidal signal is injected into motor basic voltage, whose amplitude is far below dc bus voltage and frequency is far higher than rotor electrical frequency. After sampling stator current which is generated by high frequency injection, high frequency signal with rotor position information could be obtained by filter. Rotor position could be solved with mathematic operation by high frequency signal. Based on these theoretical analysis, MATLAB/Simulink model of rotating high frequency signal injection and fluctuating high signal frequency injection are built, which have superior performance on rotor position trace. At last, a sensorless PMSM control system experiment platform is designed, which uses the MKV46F256VLH16 chip as the core component, and experiment of high frequency signal injection is operated on graphic upper-computer FreeMASTER, and detailed experimental waveforms and data are obtained.Finally, this paper draw a conclusion based on simulation and experiment.Keywords：PMSM; Sensorless; Vector Control; High Frequency Signal Injection目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................................................... I I 目录. (III)第一章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2国内外发展现状及分析 (3)1.3本文主要研究内容 (5)第二章PMSM的数学模型与控制 (7)2.1永磁同步电机的基本结构 (7)2.2 PMSM的数学模型 (8)2.3 SVPWM算法的原理与实现 (12)2.4 PMSM的矢量控制 (15)2.5本章小结 (17)第三章高频信号注入法的PMSM无位置传感器控制 (18)3.1 高频激励下的PMSM数学模型 (18)3.2 旋转高频电压注入法的PMSM无传感器控制 (20)3.3 脉振高频电压注入法的PMSM无传感器控制 (23)3.3.1 脉振高频电压注入法的基本原理 (23)3.3.2 基于跟踪观测器的转子位置估计方法 (25)3.3.3 基于PLL转子位置估计方法 (26)3.4 转子极性判断 (28)3.5 本章小结 (30)第四章高频注入法的Simulink仿真 (32)4.1 基于SVPWM的FOC控制算法仿真 (32)4.1.1 SVPWM算法仿真模块 (32)4.1.2 基于SVPWM的FOC控制算法仿真 (35)4.2旋转高频电压注入法系统仿真 (37)4.3脉振高频电压注入法系统仿真 (41)4.4 两种高频注入法的比较 (43)4.5 本章小结 (43)第五章PMSM无传感器矢量控制系统设计 (45)5.1 系统硬件结构 (45)5.1.1 主控制芯片 (46)5.1.2 电源电路 (46)5.1.3 IPM功率电路 (48)5.1.4 信号采集电路 (49)5.1.5 通信电路 (51)5.2 系统软件结构 (51)5.2.1 主程序设计 (52)5.2.2 中断子程序设计 (52)5.2.3 SVPWM程序设计 (53)5.2.4 PID程序设计 (54)5.2.5 脉振高频注入法检测转子位置程序设计 (55)5.3 基于高频注入法的无位置传感器永磁同步电机矢量控制系统试验 (56)5.4本章小结 (60)结论与展望 (61)参考文献 (63)攻读硕士学位期间取得的研究成果 (67)致谢 (68)第一章绪论第一章绪论1.1研究背景能源一向是人类生活、工业生产必不可缺的物质根本。

高速永磁同步电动机无速度传感器矢量控制

型离散控制问题进行了深入的分析。文献［４分１］
析了电机参数误差对永磁同步电机性能的影响。文菘
献［５２］别利用模型参考自适应、波变换和１— ０分小；
和高频振动对机械传感器精度造成较大影响ｊ。无速度传感器不但能准确估计转子速度和转子位移，而且能避免机械式传感器对高速电机转子动力学性能的影响。因此无速度传感器对高速和超高速电机而言具有重要的意义。目前，无传感器ＰＳＭＭ矢量控制中转子位置和速度的估计方法有多种。文献［］１采用一种基于
如图２所示， ∞会迫使ｉ当与ｉ趋于趋近
致时，逐渐逼近
。
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图２ＭＲＡＳ估计转子速度和位置
２高速永磁同步电动机的参数计算
ｒ
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高速永磁同步电动机的额定转速为６０／０００ｒｍｎ为了防止永磁体在巨大的离心力作用下破坏，ｉ，
即：
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高速永磁同步电动机在６０／ｎ时的空载０００ｒｍｉ
电压Ｅ如图４所示。由式（）。９可得其转子磁链约
ｒ尺Ｌ
一
为００４Ｗｂ．７
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式中：＝Ａ
Ｗ＝Ｊ（）ｉ， ∞一Ｊ＝
转速估计：
１极磁步速估模一隐永同的度计型¨ 一一ｄ出 ¨

《永磁同步电机全速度范围无位置传感器控制技术的研究与实现》范文

《永磁同步电机全速度范围无位置传感器控制技术的研究与实现》篇一一、引言永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）是一种重要的电动传动系统部件，因其具有高效率、高功率密度和良好的调速性能等优点，被广泛应用于工业、汽车、航空航天等领域。

然而，传统的PMSM控制系统通常需要使用位置传感器来获取电机的位置信息，这不仅增加了系统的复杂性和成本，还可能降低系统的可靠性和稳定性。

因此，无位置传感器控制技术成为了近年来研究的热点。

本文旨在研究并实现永磁同步电机全速度范围无位置传感器控制技术，以提高电机控制系统的性能和可靠性。

二、永磁同步电机基本原理永磁同步电机的基本原理是利用永磁体产生的磁场与定子电流产生的磁场相互作用，产生转矩，使电机转动。

PMSM的转子不需要外部供电，具有结构简单、运行可靠等优点。

然而，要实现电机的精确控制，必须准确获取电机的位置和速度信息。

传统的PMSM控制系统通过位置传感器来获取这些信息，但无位置传感器控制技术则通过电机内部的电气信号来估算电机的位置和速度。

三、无位置传感器控制技术无位置传感器控制技术主要通过电机内部的电气信号来估算电机的位置和速度。

常见的无位置传感器控制技术包括基于反电动势法、模型参考自适应法、滑模观测器法等。

本文采用基于反电动势法的无位置传感器控制技术，通过检测电机的反电动势来估算电机的位置和速度。

四、全速度范围无位置传感器控制策略为了实现永磁同步电机全速度范围的无位置传感器控制，需要采用合适的控制策略。

本文采用基于矢量控制的策略，通过实时调整电机的电压和电流来控制电机的位置和速度。

在低速阶段，采用初始位置估算和误差补偿技术来提高位置的估算精度；在高速阶段，则采用反电动势法来准确估算电机的位置和速度。

此外，还采用了自适应控制技术来应对电机参数变化和外部干扰的影响。

五、实验与结果分析为了验证本文所提出的无位置传感器控制技术的有效性，进行了实验验证。

永磁同步电机矢量控制

⁡ ⁡2.电压空间矢量PWM 的基本原理交流电动机输入三相正弦电流的最终目的是在电动机空间形成圆形旋转磁场，从而产生恒定的电磁转矩，将逆变器与电动机视为一个整体，以圆形磁场为目标来控制逆变器工作，这种控制方法称作“磁链跟踪控制”，磁链轨迹的控制是通过交替使用不同的电压空间矢量实现的。

与直接的SPWM 技术相比，SVPWM 算法的优点主要有：1、SVPWM 优化谐波程度高，消除谐波效果好，可以提高电压利用率。

2、SVPWM 算法提高了电机的动态响应速度，同时减小了电机的转矩脉动。

3、SVPWM 比较适合于数字化控制系统。

如图1所示，A 、B 、C 分别表示在空间静止的电动机定子三相绕组的轴线,他们在空间上互差2π⁄3，三相定子相电压u a 、u b 、u c 分别加在三相绕组上，可以定义三个定子电压空间矢量U A (t)、U B (t)、U C (t),他们在时间上互差2π⁄3，并且在各自轴线上按正弦规律变化。

U A (t )=U m cos (ωt )U B (t )=U m cos(ωt−2π/3)U C (t )=U m cos(ωt +2π/3)A(e j 0)图2.1 电压空间矢量可以得到三相电压合成矢量为：U s =U A (t )+U B (t )e i2π/3+U C (t )e −i2π/3=32U m e ωt+π/2 从上式中可以看出，电压空间矢量U s 是以角速度ω逆时针旋转的一个电压矢量，其幅值为相电压幅值的1.5倍。

又当电动机转速较高时，由定子电阻所引起的压降可以忽略不计，则定子合成电压与合成磁链空间矢量之间的关系可以写为：u s =dψsdt当电动机有三相平衡正弦电压供电时，电动机定子磁链幅值恒定，其空间矢量以恒速旋转，磁链矢量顶端的运动轨迹为圆形。

将ψs =ψs e iωt+iφ代入上式可以得到u s =ωψs e i(ωt+φ+π/2)由上式知u s 的方向与磁链矢量ψs 正交，当磁链矢量在空间旋转一周时，电压矢量也连续的按磁链圆的切线方向运动2π弧度，因此电机旋转磁场轨迹问题可以转化为电压空间矢量的运动轨迹问题。

无位置传感器永磁同步电动机矢量控制系统综述

１基于基波励磁和反电动势的估测方法
这些方法主要是基于电动机的电流电压模型，通过基本的电磁关系或反电动势来估测转子位置及
转速，动态性能较好，最低转速可达到每分钟几十转，低于此转速范围时由于电信号受噪声干扰，定子电阻随温升变化，电流反馈环节的直流补偿及漂移等原因，估测精度会大大下降。１１．基于永磁同步电动机电磁关系的估算方法永磁同步电动机的电流、电压信号中包含有电动机的转速及转子位置信息，我们可以通过检测电
模型参考自适应方法中使用弱磁控制技术和解耦控制技术改善了控制系统低速段和高速段的估计精争并舸¨ 厂Ｌ — 划
度，扩大了电动机的调速范围。１３扩展卡尔曼滤波器．
型扩展卡尔曼滤波器（Ｋ）ＥＦ是线性系统状态估计圈
●
基于永磁同步电动机电磁关系的估算方法仅依赖于电动机的基波方程，计算简单，易于工程实现，但这些方法大多工作在开环模式下，电机受到噪在声干扰，由于温升、磁饱和效应等导致的电动机参数
为参考模型，以电流模型为可调模型，据Ｐｐｖ根ｏｏ超
际值非常接近，由估算值构成的闭环系统在宽调速
范围内具有良好的特性。但扩展卡尔曼滤波器的算
法复杂，需要高阶矩阵求逆运算，计算量相当大。而
且这种方法是建立在对系统误差和测量噪声的统计
ＣＮｕｎ－ｕ，ＥＮＧＭｉＷＥｉｎ－ｏｇＨＥＧａｇｈｉＺｎ，ＩＬａｇｈｎ

永磁同步电机无传感器矢量控制系统设计

Keywords Permanent Magnet Synchronous Motor; Sensorless; Space Vector Pulse Width Modulation; DSP
- II -
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
目录
摘要...........................................................................................................................I Abstract ....................................................................................................................... II
Two estimation methods are simulated and analyzed in Matlab/Simulink. According to the merits and demerits of two methods, a combined estimation is proposed. The simulation result proves that the combined method has good dynamic and steady performance at the same time.
关键词永磁同步电机；无位置传感器；空间矢量脉宽调制；数字信号处理器
-I-
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
With the appearance of the new power electron apparatus and microprocessor, and the development of the modern control theory and computer technology, the control system of AC drives has been widely used in industry. Permanent magnet synchronous motor (PMSM), due to the high power efficiency and density, low rotor loss, has become the mainstream of AC drives. The installment of sensor will bring a range of issues such as high cost, large volume and easily disturbed. Therefore, sensorless system has become a research focus. Based upon the depth study of PMSM and vector control theory, a method of sensorless vector control system of PMSM is proposed in this paper.

电梯用永磁同步电机无速度传感器矢量控制研究

一２ — ７
分量。反电动势、轴分量表达式包含了ＰＳＭＭ转子位置信息，可以利用反电动势来求取转
子位置。
２ＭＳ无速度传感器矢量控制ＰＭ
２１总体控制原理．由式（）可见，电机产生的驱动转矩只与ｉ３。成正比关系。为了使ｉ最大以得到最大电机转矩，
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＴｈｓｐｐｒｓｕｉｓｔｅＰＭｅｓｒｓｅｔｒｃｎｒｌｓｓｅｂｓｄｏｈｕｚｂｅｖｒｎｒｓｎｓｉａｅｔｄｅｈＭＳｓｎｏｌｓｖｃｏｏｔｏｙｔｍａｅｎｔｅｆｚｙｏｓｒｅ，ａｄｐｅｅｔｅ
（）出ｅｅｃ输和Ｂ
图３模糊观测器输入／出变量隶属度函数分布图输《起重运输机械》２１（）０２２
表１模糊控制规则表
Ｉ１ｎ０ｕｔ
３仿真测试
为了验证设计方案的有效性和可行性，本文
ｐＭｚＥｚＥＮｓ
。永磁同步电动机作为电梯曳引电机具有效率。
１ＰＳ数学模型ＭＭ
表面式永磁同步电机在旋转（ｄ～ｑ坐标系）下的定子电流数学模型为＿２］
高、机械噪声小、转矩脉动低、动态响应快、质量轻、体积小等优点，因此得到广泛应用 … 。但是，多数电梯控制系统采用机械式传感器测量转子的速度和位置，这不仅加大了系统控制的复杂

永磁同步电机无传感器全速域控制

• 188•默认不焊接，用户可以根据自己的需要选择焊接方向。

5.2 语音采集模板LD3320支持SPI 接口和并行接口的非特定语音识别模块，板载咪头和有源晶振，方便在电子产品中实现语音识别、声控和人机对话功能。

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该系统具有以下特点：（1）因种族肤色、性别、面部表情、胡须和发型等变化的影响识别效果具备模板自学习功能，能随着发型、肤色、年龄等变化动态更新人脸数据库，保证数据库的模板始终为用户最近信息资料，从而始终正确识别人脸可以通过外围设备对模块进行操作，如：添加、编辑、删除用户信息等操作。

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基于EKF的永磁同步电机无传感器矢量控制系统研究

于EKF的永磁同步电机无传感器矢量控制系统研究姓名：石会申请学位级别：硕士专业：电机与电器指导教师：陈志辉 20070101
南京航空航天大学硕士学位论文
摘
要
本文是对永磁同步电机的扩展卡尔曼无位置算法(EKF) 的矢量控制系统的研究。主要内容如下：首先，简要地介绍了坐标变换思想、永磁同步电机在静止坐标系和旋转坐标系下的模型及矢量控制原理，并在此基础上讨论了永磁同步电机无位置传感器矢量控制调速方案。其次，着重阐述了扩展卡尔曼无位置算法(EKF) 原理及在本系统中的应用，导出了永磁同步电机在静止坐标系和旋转坐标系下的扩展卡尔曼方程，给出了永磁同步电机 EKF 无位置传感器调速系统控制框图，介绍了几种扩展卡尔曼算法的优化方法。构造了基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机矢量控制系统仿真模型，实现了无位置传感器在电机控制中的应用。仿真结果验证了扩展卡尔曼滤波滤波算法在无位置传感器电机控制中的有效性和合理性。最后采用摩托罗拉公司专用电机控制的 MC56F8346 型数字信号处理器作为核心，设计了控制系统软、硬件结构和主要功能模块的原理及其实现方法。硬件方面包括控制电路各部分及外围辅助电路的设计，软件采用 C 语言编写，给出了系统主程序和 PWM 中断处理程序流程图。在 Metrowerks Codewarrior 集成开发环境下，正在对程序进行调试，以实验结果验证来论证设计方案的正确性。
II
基于 EKF 的永磁同步电机无传感器矢量控制系统研究
图表清单
图 2.1 静止坐标系与旋转坐标系关系 ........................................................................9 图 2.2 永磁同步电机结构简图 ..................................................................................10 图 3.1 卡尔曼滤波方框图 ..........................................................................................18 图 3.2 永磁同步电机无位置传感器调速系统控制框图 ..........................................23 图 3.3 电机线性化模型 .............................................................................................30 图 4.1 PMSM 矢量控制无位置传感器调速系统框图 ..............................................35 图 4.2 基于扩展卡尔曼滤波的 PMSM 矢量控制系统仿真简图 .............................36 图 4.3 坐标变换结构图 ..............................................................................................37 图 4.4 SVPWM 变换结构图.......................................................................................37 图 4.5 扇区判断模块 ..................................................................................................37 图 4.6 各扇区作用时间计算及时间分配模块 ..........................................................38 图 4.7 SVPWM 产生模块...........................................................................................38 图 4.8 逆变器模块 .....................................................................................................38 图 4.9 扩展卡尔曼滤波算法结构图 .........................................................................39 图 4.10 空载时实际转速与估算转速 ........................................................................40 图 4.11 空载时实际位置与估算位置 ........................................................................40 图 4.12 空载时实际位置与估算位置差 ....................................................................40 图 4.13 加载时实际转速与估算转速 ........................................................................40 图 4.14 加载时实际位置与估算位置 ........................................................................40 图 4.15 加载时实际位置与估算位置差 ....................................................................40 图 4.16 卸载时实际位置与估算位置 ........................................................................41 图 4.17 卸载时实际转速与估算转速 ........................................................................41 图 4.18 卸载时转子位置误差 ....................................................................................41 图 4.19 实际位置与估算位置波形 ............................................................................42 图 4.20 在一个电角度周期内的位置差 ....................................................................42 图 4.21 实际速度与估算速度波形 ............................................................................42 图 4.22 在一个电角度周期内的速度差 ....................................................................42 图 4.23 位置角度差的平均值 ....................................................................................43 图 4.24 位置角度差的标准方差 ................................................................................43 图 4.25 速度差的平均值 ............................................................................................45 图 4.26 速度差的标准方差 ........................................................................................45

永磁同步电机无位置传感器矢量控制PPT.

转速阶跃给定时dq 轴电流瞬态波形
随着转速的升高，交直轴电流的动态过渡过程越来越长。
02 电流环控制器设计
电流环+ 等效控C s制器U为s ： Gs
Y s
+
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U s C s
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- - F s =F结PI s论 +F：dec表s明= qRs轴s +0上 L的s 电Gˆ s流Rs s 0+波 L动s +对d0轴sr L电s 流无0sr L影s 响，实现GFˆ 了ss dq轴电流的
Rs
i i
+2r
L信波Lcsois器号n22来，rr 实需LL现要csoins信使22号rr用分ii多离个。r滤f
f sinr cosr
01 主要工作
转速环
电流环
r*
控制器
PI
iq*s
控制器
PI
d , q u
②
r
在中高速段，研究id*s了 0
u
④ 针对P全I 速范围内
一种具有电机参数在的无位置传感器
i
uq +
-a b c
ib 态耦合关系。
1
iq
-
r f
Rs sLs
PMSM
PMSM矢量控制框图
02 电流环控制器设计
为了观察电机 d-q 轴电流的耦合
影响，进行了仿真分析。图所示的工况为初始转速为零，在0.2s 时刻转速阶跃给定为 0-300rad/s ，在0.4s时刻给定 300-600 rad/s 的转速阶跃，在 0.6s 时刻给定 600900 rad/s转速阶跃。

永磁同步电机低速区无位置传感器控制技术研究

永磁同步电机低速区无位置传感器控制技术研究张磊;高春侠【摘要】针对传统无位置控制技术在低速区所存在的收敛性差、观测精度低等问题，进行了方案对比研究：采用高频注入式的无位置控制技术具有不依赖电机参数、可以结合矢量控制技术实现高性能调速的优点，但存在需要实现较为复杂的滤波器来进行信号辨识，同时所注入的高频信号会引起一定振动和噪声等问题。

与此相比，提出一种新型的开环式无位置控制技术，其原理简单、不需要复杂的控制算法、不依赖电机参数以及凸极效应，并实现负载转矩的自适应调节。

缺点是负载突变时存在转速振荡问题。

因此，低速区方案的合理选择，需要依据控制系统的低速性能要求以及系统成本。

%The comparative research on the problems of bad performance of convergence and low accuracy of sensorless control in standstill and near-zero speed region was carried on.Although,sensorless control with high fre-quency signal injection (HFSI) can be independent of parameters of motors and achieve high performance speed con-trol with vector control scheme,it depends on some complicated digital filters to achieve signal identification and also the high frequency signals injected in motors can arouse boring vibration and acoustic noise. In contrast,a novel open-loop sensorless control scheme was proposed with the advantagesof simple structure,without complicated filters,inde-pendent of parameters and salient effect and can also achieve self-regulation according to the load conditions. The disadvantage of open-loop control is the problem of speed oscillation with large transient load. For this reason,the selection ofcontrol scheme in near-zero speed region needs to be based on the consideration of performance require-ment and cost of control system.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】5页(P12-16)【关键词】无位置传感器控制;低速区;高频注入;数字滤波器;开环【作者】张磊;高春侠【作者单位】中国石油大学华东信息与控制工程学院，山东青岛 266580;中国石油大学华东信息与控制工程学院，山东青岛 266580【正文语种】中文【中图分类】TM3411 引言永磁同步电机，特别是内置式结构，具有很高的功率、转矩密度以及功率因数，在电动汽车、航空、航海等体积受限的工业领域获得较大的应用。

永磁同步电机无传感器变结构矢量控制

制实现困难等问题 ,在研究常规永磁同步电机矢量控制策略的基础上 ,将滑模变结构控制个电流控制器 , 同时利用对电机定子直轴电流、交轴电流、负载转矩、转子位置和转速进行和盯的永磁同步电机无传感器矢量控制方案。仿真能有效调节转速和电流 ,其调节效果优于常规控
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年 ,德国研究人员玩和其他研究人员针对交流伺服调速提出了矢量控制策略 ,也是人们通常指的磁场定向控制策略。在矢量控制中 , 电流被解藕为转矩电流和励磁电流 ,使得交流电机的控制得以接近或达到它励直流电机控制特性。后来这种控制技术成功运用于永磁同步电机上〔〕 ’ 。矢量控制在永磁同步电机伺服控制中虽然拥有优异的动态性能和稳态性能 ,然而在实际应用中 ,加装位置检测装置会增加系统复杂性、重量和成本 ,而且在一些特殊的环境中 ,系统不能安装转子位置检测装置。为了解决这些问题 , ’ 川等人利用滑模变结构和扩展卡尔曼滤波灯等手段成功实现了永磁同步电机无传感器矢量控制 ,其中 , 较其它算法可以获得较好的位置和速度估计结果 ,但是由于算法较为复杂 ,尤其需要计算雅可比矩阵 ,给实际应用带来了困难 ,也降低了滤波器的性能〕在矢量控制策略实现上 ,需要完成矢量坐标转换和空间矢量脉宽调制扰时 ,由于

永磁同步电机新型滑模观测器无传感器矢量控制调速系统

永磁同步电机新型滑模观测器无传感器矢量控制调速系统一、本文概述随着现代电力电子技术和控制理论的不断发展，永磁同步电机（PMSM）因其高效率、高功率密度和优良的控制性能在诸多领域，如电动汽车、风力发电、工业自动化等，得到了广泛应用。

然而，传统的PMSM控制系统通常依赖于位置传感器来获取电机的转速和位置信息，这不仅增加了系统的复杂性，还降低了系统的可靠性和稳定性。

因此，研究并开发无传感器矢量控制调速系统对于提高PMSM的性能和适用范围具有重要意义。

本文旨在研究一种新型的滑模观测器无传感器矢量控制调速系统，旨在解决传统PMSM控制系统对位置传感器的依赖问题。

文章将介绍永磁同步电机的基本工作原理和控制策略，为后续研究奠定理论基础。

接着，将详细阐述滑模观测器的设计原理及其在PMSM无传感器控制中的应用，包括滑模观测器的数学模型、稳定性分析和优化方法。

在此基础上，将探讨基于滑模观测器的无传感器矢量控制调速系统的实现方法，包括转速估计、矢量控制和调速策略等。

通过仿真和实验验证所提系统的有效性和优越性，为PMSM无传感器控制技术的发展提供新的思路和解决方案。

本文的研究不仅对于提高PMSM的性能和稳定性具有重要意义，也为其他类型电机的无传感器控制提供了有益的参考和借鉴。

本文的研究成果有望为相关领域的技术创新和应用推广提供理论支持和实践指导。

二、永磁同步电机及其控制系统概述永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）是一种高性能的电动机，其设计基于同步电机的原理，并采用永磁体作为其磁场源，从而省去了传统电机中的励磁绕组和相应的励磁电流。

由于其高功率密度、高效率以及优良的调速性能，PMSM在电动汽车、风电、工业自动化等领域得到了广泛应用。

PMSM的控制系统是实现其高性能运行的关键。

传统的PMSM控制系统通常依赖于高精度的位置传感器（如光电编码器或霍尔传感器）来获取电机的转子位置信息，进而实现准确的矢量控制。

永磁直线同步电机无位置传感器动子位置辨识

永磁直线同步电机无位置传感器动子位置辨识王利;卢琴芬;叶云岳【摘要】In order to estimate mover position and speed of permanent linear synchronous motor (PMLSM) without position sensor, position sensing via flux linkage variation had been used. During the calculation, mean value of flux linkage was used twice to eliminate the flux linkage drift caused by open-loop electromotive force ( EMF) integration instead of traditional filter, and dead-time compensation algorithm was adopted to reduce the difference between calculated and actual phase voltage. Control circuit was built to research air-cored PMLSM, estimation error was analyzed during the operation from 1 Hz to 5Hz, and influence of motor parameters like resistance and inductance were analyzed finally. By measurement, root mean square error of mover position estimation reduced to 0.0240 rad at 3 Hz. It is showed mover information of PMLSM could be obtained based on flux linkage variation.%为了获取无位置传感器伺服系统中永磁直线同步电机的动子位置和速度,采用基于磁链变化的动子位置检测方法,利用两次磁链中值代替传统滤波器来快速消除反电势纯积分造成的磁链漂移现象,并采用死区补偿算法解决低速状态下重构相电压与实际相电压差值较大的问题.以空心式永磁直线电机为研究对象,分析1 ～5 Hz运行时的动子位置估算误差,以及电机参数对动子位置估算结果的影响.通过实验测得当运行速度为3 Hz时动子位置估算结果的均方根误差为0.024 rad,误差较小.实验结果表明,基于磁链变化的动子位置估算方法能够获得永磁直线电机在低速运行时的动子位置信息.【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2012(016)006【总页数】6页(P7-12)【关键词】直线电机;动子位置辨识;无位置传感器控制;矢量控制;反电势【作者】王利;卢琴芬;叶云岳【作者单位】浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027;浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027;浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027【正文语种】中文【中图分类】TM359.40 引言直线电机可以将电能直接转变为直线运动的机械能，省去了齿轮、链条等中间传动机构，可以极大地简化系统结构，降低传动损耗［1］。

永磁同步电机无位置传感器矢量控制课件

实验验证和实际应用案例。
通过本课件的学习，学生可以掌握永磁同步电机无位置传感器矢量控制的基本知识和技能，为进
一步研究和应用打下基础。
展望
随着技术的不断发展，永磁同步电机无位置传感器矢量控制技术将不断优化和完善，进一步提高电机的性能和可靠性。
希望本课件能够为广大学生和研究者提供有益的参考和帮助，共同推动永磁同步电机无位置传感器矢量控制技术的发展和应用。
永磁同步电机无位置传感器矢量控制课件
contents
目录
• 永磁同步电机简介 • 无位置传感器矢量控制技术 • 永磁同步电机无位置传感器矢量控制策
略 • 永磁同步电机无位置传感器矢量控制的
实现
contents
目录
• 永磁同步电机无位置传感器矢量控制的应用案例
• 总结与展望
CHAPTER 01运行。来自软件实现方案01
坐标变换
将三相静止坐标系转换为两相旋转坐标系，实现电机电流的解耦控制。
02
矢量控制算法
03
无位置传感器技术
采用基于PI调节器的矢量控制算法，实现电机的转矩和磁通控制。
利用电机参数、电流检测值和转速观测器等，估算电机的位置和转速。
实验验证与结果分析
实验平台搭建
根据硬件实现方案搭建实验平台，包括电机、逆变器、传感器等。
未来，该技术将在更多领域得到应用，如电动汽车、机器人、航空航天等，为人类的生产和生活带来更多便利和效益。
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永磁同步电机简介
永磁同步电机的定义与特点
总结词
永磁同步电机是一种基于永磁体励磁产生磁场的高效电机，具有高效率、高功率密度、低维护成本等特点。

基于DSP的无位置传感器永磁同步电机矢量控制系统

ＷＡＮｉ—ｉｎＬｕ—ｏｇＧＱｎｎａ，ＩＧｉｎｙ
（ｏｌｅｏｆｒｔｎＥｇｎｅｉｇＮｎｈｎｎｅｓｙＮｎｈｎ３０９ＣｉａＣｌｇｆｎｏｍａｏｎｉｅｒ，ａｃａｇＵｉｒｉ，ａｃａｇ０２，ｈｎ）ｅＩｉｎｖｔ３
Ｖ０．５Ｎｏ３１２．Ａｕ．０６ｇ２０
基于ＤＰ的无位置传感器永磁同步Ｓ电机矢量控制系统
汪庆年，李桂勇
（昌大学信息工程学院，南江西南昌３０２）３０９
摘
要：讨论了一种采用ＤＰ芯片Ｔ３０Ｆ４７实现无传感器永磁同步电机转子磁场定向矢量控制的方案，ＳＭＳ２Ｌ２０介
关键词：永磁同步电机；无传感器；场定向矢量控制；磁数字信号处理器中图分类号：Ｍ０．Ｔ３１２文献标识码：Ａ
ＡｒｎｎａｎｔＳｎｈｏｏｓＭｏｏｃｏｎｒｌＰｅｍａｅｔＭｇｅｙｃｒｎｕｔｒＶｅｔｒＣｏｔｏＳｓｅＢａｅｎＤＳｏｅｓｒｅｓＳｅｄＣｏｔｏｙｔｍｓｄｏＰｆｒＳｎｏｌｓｐｅｎｒｌ
维普资讯
第２５卷第３期２００６年８月
文章编号：０６— ８９２０）３— ０４—０１０４６（０６００３４
南昌工程学院学报
ＪｕｎｌｆＮｎｈｎｎｔｕｅｏｅｈｏｏｙｏｒａａｃａｇＩｓｉｔｆＴｃｎｌｇｏｔ

永磁同步电机无位置传感器矢量控制课件

永磁同步电机无位置传感器矢量控制课件
• 永磁同步电机基础 • 无位置传感器技术 • 无位置传感器矢量控制策略 • 实验与分析
研究背景与意义
背景
随着电力电子技术、微电子技术和计算机技术的飞速发展，交流伺服系统在高性能的伺服系统领域得到了广泛的应用。而永磁同步电机(PMSM)由于其高效、高性能、高精度的特点，在交流伺服系统中得到了广泛的应用。然而，对于PMSM矢量控制，一般需要使用位置传感器来检测电机的位置，这不仅增加了系统的成本，也降低了系统的可靠性。因此，研究无位置传感器矢量控制技术对于提高交流伺服系统的性能、降低成本、提高可靠性具有重要意义。
要点二
发展
随着人工智能、机器学习等技术的不断发展，PMSM的无位置传感器矢量控制技术也在不断发展。未来，无位置传感器矢量控制技术将会更加智能化、自适应化，能够更好地适应各种复杂环境和负载条件。同时，无位置传感器矢量控制技术也将会更加小型化、集成化，使得交流伺服系统的性能更加优越、体积更加小巧、成本更加低廉。
分析
观测器算法的设计与分析是实现无位置传感器控制的关键之一。通过对观测器算法的误差进行分析和优化，可以提高估算的准确性，从而提高电机的控制性能。同时，还需要考虑观测器算法的稳定性和实时性要求，以满足实际应用的需求。
基于反电动势的矢量控制策略
总结词
简单、易实现、低成本
详细描述
利用反电动势过零点的角度来估计转子位置，这种方法简单易实现，且成本较低，但存在估算误差和响应速度较慢的问题。
研究现状与发展
要点一
现状
目前，对于PMSM的无位置传感器矢量控制技术，已经有很多研究者和企业进行了研究和开发。其中，最为常见的算法包括基于反电动势的无位置传感器矢量控制、基于磁通观测器的无位置传感器矢量控制、基于智能控制的无位置传感器矢量控制等。这些算法在性能上各有优劣，但都能够实现PMSM的无位置传感器矢量控制。

车用永磁同步电机无位置传感器控制研究

ｍｏｔｏｒｃａｎｂｅｔｈｏｕｇｈｔｏｆａｓａｕｎｉｆｏｒｍｏｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．Ｍａｋｉｎｇｕｓｅｆｏｔｈｉｓｐｒｏｐｅｒｔｙ．ｉｔｃａｎｂｅｅｓｔｉｍａｔｅｄｎｅｘｔｏｒｎｅｘｔｓｅｖｅｒａＩ
驱动电机辅助控制一个不错的措施。
关键词：无位置传感器；永磁同步电机；反电动势；ＤＳＰ中图分类号：ＴＨ１６；Ｕ４６９．７２文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ３９９７（２０１３）０４ — ０１７２ — ０４
机械设计与制造
１７２
第４期
２０１３年４月
ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ
＆
Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ
车用永磁同步电机无位置传感器控制研究
周鹤，周雅夫，周心炜
１１６０２４；
３１００５８）
ＺＨ０ＵＨｅ ’ ．ＺＨＯＵＹａ — ｆｕ．ＺＨＯＵＸｉｎ — ｗｅｉ
（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ ’ ａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｈａｎｎｘｉＸｉ ’ ａｎ７１００４９，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ