永磁同步电机无传感器转子磁极位置检测及其控制技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 永磁同步电机及其控制理论的发展 2

1.2.1 永磁同步电机的发展 2

1.2.2 PMSM控制系统发展及国内外研究现状 6

1.3 交流电机无传感器控制技术国内外研究现状及适用于不同场合的无传感器控制技术 13

1.3.1 交流电机无传感器控制技术国内外研究现状 13

1.3.2 适用于不同场合的无传感器控制技术 19

1.4 本书主要研究内容 24

第2章 永磁同步电机及其矢量控制理论分析 26

2.1 PMSM的结构及数学模型 26

2.1.1 永磁同步电机三相静止坐标系（a-b-c）模型 28

2.1.2 永磁同步电机两相静止坐标系（α-β）模型 30

2.1.3 永磁同步电机与转子同步旋转坐标系（d-q）模型 33

2.1.4 永磁同步电机与定子磁链同步旋转坐标系（x-y）模型 35

2.2 PMSM的矢量控制 36

2.3 空间矢量脉宽调制 38

2.4 永磁同步电机矢量控制系统的参数选择 41

2.4.1 常规PI控制器的设计 41

2.4.2 PI控制器参数设定 42

2.5 本章小结 44

第3章 基于脉振高频电压注入法的SPMSM低速运行转子位置检测 46

3.1 脉振高频电压注入法（HFPVI）的基本原理 46

3.1.1 定子铁芯的非线性饱和特性分析 46

3.1.2 SPMSM高频信号注入及其位置信息提取 49

3.2 d轴正方向判断 54

3.2.1 电感量的大小与饱和效应理论分析 54

3.2.2 基于饱和凸极效应的转子d轴正方向判别 54

3.3 注入信号选取对位置估计误差的影响 58

3.4 基于同步轴高通滤波器的基波电流提取 59

3.5 仿真分析 62

3.5.1 高频脉冲电压幅值对电流误差项i△的影响分析 65

3.5.2 电机静止时转子初始位置预估波形分析 68

3.5.3 电机低速运行时转子位置预估波形分析 75

3.6 本章小结 77

第4章 中高速运行无传感器SPMSM转子位置辨识研究 78

4.1 滑模变结构理论分析 78

4.1.1 滑模运动存在条件 78

4.1.2 滑模变结构的不足 81

4.2 基于sign函数的传统滑模观测器设计 82

4.3 改进型滑模观测器设计 87

4.3.1 对切换函数的改进 87

4.3.2 归一化处理锁相环节的速度位置信息提取 89

4.4 自抗扰控制技术 90

4.4.1 PID控制与自抗扰控制 90

4.4.2 扩张状态观测器（ESO） 93

4.5 自抗扰控制策略 94

4.5.1 跟踪微分器TD 94

4.5.2 二阶非线性ESO 95

4.5.3 非线性状态误差反馈控制率 98

4.6 SPMSM自抗扰控制器设计 98

4.7 改进型ADRC的设计 100

4.7.1 改进型ADRC设计原理 100

4.7.2 改进型ADRC仿真模型建立 101

4.7.3 改进型ADRC的参数整定 103

4.8 中高速运行矢量控制系统仿真分析 105

4.8.1 id=0矢量控制仿真分析 105

4.8.2 基于改进型SMC的SPMSM矢量控制系统仿真分析 113

4.8.3 基于传统自抗扰控制器的仿真分析 116

4.8.4 改进型ADRC在SPMSM矢量控制中的模型及仿真 117

4.9 本章小结 122

第5章 基于SM-ADRC及HFPVI的全速度范围SPMSM转子位置辨识及其矢量控制 124

5.1 基于SM-ADRC控制策略的中高速运行速度控制器设计 124

5.1.1 SM-ADRC速度电流控制器 124

5.1.2 速度电流控制器三阶SM-ESO设计 126

5.1.3 速度电流控制器最速TD的设计 128

5.1.4 速度电流控制器二阶SM-NLSEF设计 129

5.2 基于SM-ADRC的直轴电流环调节器的设计 130

5.3 SM-ADRC矢量控制系统 132

5.4 全速度范围速度切换器的设计 134

5.5 基于SM-ADRC和HFPVI的SPMSM全速度范围矢量控制系统仿真分析 137

5.5.1 中高速SM-ADRC控制系统仿真分析 137

5.5.2 全速度范围转子位置辨识仿真分析 139

5.6 本章小结 143

第6章 总结与展望 145

6.1 研究总结 145

6.2 展望 148

参考文献 149