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永磁同步电机脉振高频信号注入无位置传感器技术研究.pdf130页
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中图分类号：TM351
论文编号：．B026
学科分类号：080804
博士学位论文
永磁同步电机脉振高频信号注入
无位置传感器技术研究
研究生姓名
学科、专业
电力电子与电力传动
现代调速技术
南京航空航天大学
研究生院自动化学院
二0一二年十二月
ofAeronauticsandAstronautics
NanjingUniversity
GraduateSchool
ofAutomation
Engineering
Sensorless
ControlofPMSMBasedon
PulsatingSignalInj
Electrical
Engineering
Prof．ZhouBo
SubmiaedinPartialFulfillment
Requirements
Philosophy
December,20
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基于高频信号注入法的PMSM无感器检测技术
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基于高频注入法的PMSM无传感器矢量控制研究
永磁同步电机(PMSM)由于其高功率密度和高效率、结构简单、运行可靠等特点，大量运用在工业控制领域。对于传统的调速系统，速度传感器增加了系统硬件的复杂性以及成本，也限制了其在某些特殊应用场合的使用，其可靠性也难以得到保证。随着无传感器技术的日趋成熟，和微处理器的高速发展，高性能的无传感器矢量控制有着越来越大的应用前景。　　本文将高频注入法和自适应观测器结合起来，提出了一种可以在全速范围稳定运行的PMSM无传感器方案。本文推导了电机的在不同坐标系下的数学模型，在此基础上分析了脉振高频电压注入法原理，阐述了转子位置信息的提取方法；介绍了自适应观测器的结构和工作原理，通过仿真分析设计了更合理的反馈矩阵系数，大大提高了系统的动态性能以及平稳性。由于高频注入法适合工作在低速，而自适应观测器适合工作在高速，为了使系统可以在全速范围稳定运行，论文将两种方案通过一定的策略结合起来。本文分析了转速过渡过程中需要注意的细节，并提出了平滑的过渡方案。论文从工程实现的角度出发，分析了系统的两组重要的PI参数设计方法，大大简化了系统的调试过程；分析了逆变器非线性特性、饱和效应等对估算转子位置精度的影响，并提出相应的解决方案。通过Saber Designer搭建仿真平台，仿真验证了方案的可行性和有效性。
学科专业：
授予学位：
学位授予单位：
导师姓名：
学位年度：
在线出版日期：
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高频注入PMSM sensorless控制求教
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& && & 本人在做脉振高频注入永磁同步电机无位置传感器控制的毕业设计课题，目前卡在前期的simulink仿真部分始终无法达成。
& & 附件是我目前为止的仿真程序，使用matlab2012a，同时有几篇相关的期刊文献。
& & 由于重点在于实现脉振高频注入凸极永磁同步电机的无传感器控制，基于简单性考虑仿真中暂时去除了SVPWM部分的模块，滤波采用simulink自带的巴特沃斯模拟滤波器，电流控制器中加入了前馈解耦的部分，可通过设置其中的极对数（pole pairs）为电机对应极数或0来启用或禁用。
& & 目前的问题是：在实现电机有传感器闭环控制后，在d轴注入高频电压后做信号的提取工作，但是仿真现象和一些文献里的描述并不吻合，使得始终无法正确提取到转速和位置信息。一是电机的启动和突加转矩时的瞬态过程中，除了能提取到对应的由转子位置误差造成q轴高频响应电流外，同时会从由转矩变化导致的q轴电流波动中提取到和注入高频信号频率一致的谐波，即瞬态过程中q轴高频响应电流难以彻底提取；二是电机稳态时，q轴电流并非如一些文献中所说不包含高频信号，我认为这是由于本身永磁同步电机dq轴下的电机模型dq轴电压电流本身就存在耦合，以及凸极电机磁阻转矩的存在使得d轴电流的波动势必会导致q轴电流的变化。另外位置观测器中的PI调节器的参数整定也始终是困扰我的大问题。
& & 针对这几个问题，我的主要思路是调整电流环和速度环动态性能，使得不注入高频信号时瞬态过程中q轴电流尽可能少含有与高频信号频率一致的谐波，调试过程中可以一定程度减少不必要的谐波，但是难以达到理想情形。针对PMSM模型dq轴电压电流耦合的特性，可选择采用前馈解耦的方式。对于凸极电机磁阻转矩造成的dq轴电流互相影响，不知有没有对应的办法去解决。
& & 我做这个仿真的整体思路是完成有传感器闭环控制，注入高频信号，正确提取转速与位置信息，最后完成无传感器闭环控制，但是目前连转速和位置信息都无法正确提取。
& & 以上是我到目前做仿真工作的主要体会，可能由于我对相关理论太过粗浅的认识，以及采用方法上的根本性错误，导致目前的困境。希望版上做过相关研究的同志可以指出我的错误，如能分享相应的方法和技巧，感激不尽！
& & 我的邮箱是，也可通过邮件和我私下交流。
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兄弟，能不能将模型存成2011a或更低版本的格式啊！！！
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nemiwei 发表于
兄弟，能不能将模型存成2011a或更低版本的格式啊！！！
不好意思，因为模型中采用的模块有的似乎在比2012a低的版本中不兼容，所以无法保存成低版本文件。
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不错{:soso_e121:}
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佬鑫 发表于
{:soso_e101:}
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建议你在看看资料,没有形成闭环，不能像旋转高频那样先搞个开环,使得Iq=0从而delta_theta=0,脉振高频看似简单，但要比旋转高频难
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nemiwei 发表于
建议你在看看资料,没有形成闭环，不能像旋转高频那样先搞个开环,使得Iq=0从而delta_theta=0,脉振高频看似简 ...
我看了很多资料，但是无一是有具体阐述调试过程的，所以我个人觉得是先从有位置传感器的闭环控制中注入信号，并正确提取位置和速度信息后再做成无位置传感器的闭环。您的建议是直接先把回路做成闭环再调试位置观测器的参数？
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对的。这就是这种方法不好调整参数的缺点。
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直接就闭环？那不是更难调
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学习中。。。
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我做过脉动高频注入，电机在低速效果不错，你的思路不对，不要一开始就想着速度环闭环，先一步一步做，从解调的直流量开始做，只注入信号，然后解调，看能不能解调出只流量，信号的注入位置，以及滤波器的选择很重要，先找到直流误差量，再考虑下一步吧。
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先收了，后面留着用！{:soso_e100:}
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留qq，楼主加我吧，验证信息：同样的课题，我也是高频注入法的初始位置检测及低速控制，论文看了好多，发现实现起来比较费劲
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我做过脉动高频注入，电机在低速效果不错，你的思路不对，不要一开始就想着速度环闭环，先一步一步做，从解 ...
初始位置检测效果如何，我现在就做隐极的初始位置检测，频率和电压很不好选择啊，电压低，饱和凸极效应不明显，电压高了产生的转矩太大，转子会转动
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极性检测时候电机确实有点抖动，我做的时候也有抖动，你可以增加电压幅值，饱和效应能明显点，增加注入高频的频率能减小转子抖动。
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我看过安川的方案，他们初始位置极性检测时候方法就是：给正负电压各一次，时间也不长，具体多长时间我没测，只看了下电流波形，检测电流能达到近10A,我用的是Rs=1.6的小电机，几乎没有抖动。我们没有具体用他们的方案。你可以试试。
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我做过脉动高频注入，电机在低速效果不错，你的思路不对，不要一开始就想着速度环闭环，先一步一步做，从解 ...
想请教一下脉振高频的仿真问题，能否加个QQ。
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可以一起研究一下
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签到天数: 2 天连续签到: 1 天[LV.1]初来乍到
先了解了解，楼主的整体方案是什么呢，低速启动段高频注入，高速段呢采用什么样的方法？
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签到天数: 10 天连续签到: 1 天[LV.3]偶尔看看II
学习中正在
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