无刷直流电机无位置传感器控制技术的优化与实现.docx

无刷直流电机无位置传感器控制技术的优化与实现

目录

内容概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.2无刷直流电机发展现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.3无位置传感器控制技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

1.4本文研究内容及结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

无刷直流电机工作原理及传统控制方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.1无刷直流电机基本结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.2无刷直流电机运行原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

2.3传统位置传感器控制技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.3.1磁极位置检测方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

2.3.2传统控制策略分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

无位置传感器控制技术原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

3.1位置估算方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

3.1.1反电动势(反电势)法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

3.1.2转差频率(差频)法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.1.3综合辨识法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

3.2无传感器控制策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

3.2.1磁链辨识策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

3.2.2转子位置估算策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.3无位置传感器控制技术分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

无位置传感器控制技术优化策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

4.1提高位置估算精度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

4.1.1基于自适应算法的优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

4.1.2基于卡尔曼滤波的优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

4.2增强系统鲁棒性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

4.2.1考虑参数变化的鲁棒控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

4.2.2抗干扰控制策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

4.3改善动态响应性能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

4.3.1短时电流控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

4.3.2矩阵变换器(变频器)控制优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

无位置传感器控制技术实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

5.1硬件系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

5.1.1主电路拓扑结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57

5.1.2控制电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59

5.2软件系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60

5.2.1控制算法实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61

5.2.2嵌入式系统开发．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63

5.3系统测试与验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65