用剩磁法分析三相交流异步电动机的估算转速

用剩磁法分析三相交流异步电动机的估算转速

一、剩磁法估测三相交流异步电动机转速的分析(论文文献综述)

徐铭远[1](2021)在《矿用电机车永磁同步电机无传感器控制研究》文中指出近年来,采用永磁同步电机驱动的矿用电机车在矿井中逐步推广使用,狭窄巷道和潮湿、高温、粉尘等恶劣工况,极大增加了永磁同步电机上物理传感器损坏的可能。当永磁同步电机上转速/位置传感器损坏时,狭窄空间内难以维修,并会造成工作的停滞甚至人员的伤亡。因此,深入研究矿用电机车永磁同步电机无传感器控制技术,省去永磁同步电机原有用来检测电机转速/位置的编码器,是提高矿用电机车永磁同步电机可靠性和安全性的关键。根据矿用电机车的实际使用工况,本文将永磁同步电机无传感器控制技术研究划分为零低速阶段、中高速阶段两部分,采用理论建模、数值仿真、实验等方式,实现矿用电机车永磁同步电机全速域无传感器控制。研究工作主要包括:(1)矿用电机车负载特性下永磁电机矢量控制研究。建立永磁同步电机的数学模型,结合矿用电机车的负载特性,构建矿用电机车负载特性下的永磁电机矢量控制模型;利用MATLAB/Simulink仿真软件对矿用电机车实际工况负载和极限阶跃负载进行仿真验证,验证矢量控制方法的正确性;通过模拟物理传感检测数据丢失、检测精度不准情况,分析在传感器出现问题对矿用电机车运行的影响;根据矿用电机车运行特点,选定永磁电机无传感器控制策略。(2)基于高频信号注入法的永磁电机零低速域无传感控制技术研究。针对传统的单高频注入法存在转子位置和电机转速估测的准确度低,系统动态性能差,在遇见突变负载出现转子位置估测误差的问题。设计了双高频脉振注入静止坐标系的方法,通过向静止坐标系注入高频脉振信号,提取响应电流中的与位置相关信息,通过反正切函数求取转子位置;利用MATLAB/Simulink搭建仿真模型和“测功机-永磁同步电机”实验平台,验证所提出的无传感器方法能提高估测电机的转速和电机的转子位置的准确性。(3)基于滑模观测器的永磁电机中高速域无传感控制技术研究。针对符号函数作为开关函数出现的抖振问题,提出双曲正切函数滑模观测器法,通过优化切换函数,减少了一个低通滤波器的使用,利用锁相环提取电机转子位置;并进一步设计了中间速度域的复合切换函数,根据两种矿用电机车永磁电机无传感器控制方法的实际适用范围划定了速度切换区域,设计过渡区间加权切换函数,实现了全速度范围的无传感器控制;仿真和实验表明,改进后的滑模观测器并且提升了系统的动态性能,提升了永磁同步电机的转子位置和电机转速估测准确性。本论文有图68幅,表6个,参考文献95篇。

伍兴[2](2020)在《基于霍尔位置传感器故障的PMSM容错控制研究与实现》文中指出永磁同步电机(PMSM)因其良好的功率密度和调速性能在工业自动化领域得到了广泛地应用。受外部环境的影响以及元器件寿命的限制,霍尔位置传感器不可避免会发生故障,导致设备无法正常运行甚至造成人员的生命危险。因此,研究霍尔位置传感器故障状态下的容错控制具有重要意义。为解决霍尔传感器故障时的系统运行问题,在霍尔传感器的PMSM矢量控制的基础上,本文研究了霍尔传感器故障检测以及速度观测方法,结合无传感器控制技术,提出了电机全速范围内的容错控制策略,实现了容错控制算法,主要研究内容如下:1.霍尔传感器故障检测:根据PMSM霍尔位置传感器信号的输出规律,研究了霍尔传感器故障状态下的脉冲序列,采用软件方法对当前的霍尔脉冲序列与霍尔故障脉冲序列进行比较,以此实现霍尔故障检测。2.容错控制方案:将PMSM无传感器算法作为霍尔位置传感器故障状态下的容错控制方案。结合电机的饱和凸极性,在霍尔传感器故障状态下采用脉振高频电压注入法来实现静止与低速范围内的转子位置估测。针对传统滑模观测器存在大量抖振的问题,研究了一种变增益系数与sigmoid切换函数结合的新型滑模观测器来实现中高速范围内的转子位置与速度观测。3.模式切换策略:考虑霍尔传感器模式与无传感器模式切换过程的抖振问题,通过加权函数量化两种无传感器算法的作用区间,结合线性电角度补偿策略,实现霍尔传感器模式与无传感器模式的平稳切换。4.容错控制算法验证:为验证霍尔传感器故障时的故障检测、模式切换以及无传感器算法的速度观测性能。搭建了PMSM容错控制仿真模型,对低速、中高速范围内的模式切换以及转子位置估测进行仿真实验。最后,在道闸电机实验平台进行容错控制实验,实验结果表明,PMSM容错控制算法能够在霍尔传感器故障时检测故障信号,并实现霍尔传感器模式与无传感器模式的平稳切换。

苏丹[3](2020)在《基于永磁化双馈电机的风力发电系统并网控制研究》文中研究表明可再生能源竞价上网政策的推行促使风电技术朝着进一步提高发电效率,降低风电度电成本的方向快速发展。永磁化双馈风力发电系统作为一种新型变速恒频风力发电系统,因其具有可实现最大风能跟踪控制、所需功率变换器容量小、功率密度和效率高等优点而展现出极大的应用潜力。永磁化双馈电机是永磁化双馈风力发电系统的核心组成部分,其结构和工作原理较为复杂,目前针对永磁化双馈电机控制技术的研究少有报道。因此,研究永磁化双馈电机的控制技术有重要意义。本课题为提出适用于永磁化双馈电机的控制策略,从同步并网控制、并网运行控制和转子位置估测三个方面进行了研究。同步并网控制的目标是实现永磁化双馈电机的平滑并网,降低并网瞬间定子电流对电网和风力发电系统的冲击;并网运行控制的目标是实现永磁化双馈风力发电系统变速恒频运行和最大风能跟踪控制;转子位置估测的目标是实现永磁外转子转速和位置信息的高精度获取,改善矢量控制效果。论文的主要研究工作和成果包括以下:(1)介绍了永磁化双馈电机的结构和电磁特性,说明了永磁化双馈风力发电系统的工作原理和运行模式。推导了永磁化双馈电机在三相静止坐标系和同步旋转坐标系下的数学模型,并建立了风力机、背靠背功率变换器等系统其它组成部分的数学模型。(2)提出了永磁化双馈电机的同步并网控制策略,通过控制永磁外转子转速使定子电压具有和电网电压相同的频率、幅值和相位,满足无冲击并网要求。提出了基于矢量控制技术的永磁化双馈电机并网变速恒频运行控制策略,进一步地,采用变步长爬山法实现系统最大风能跟踪控制。(3)针对永磁外转子位置检测精度低的问题,基于三路霍尔信号,分别采用零阶估测和一阶估测两种方法对永磁外转子位置进行角度细分,并根据样机中霍尔元件的实际安装位置对角度分区进行校正,实验验证转子位置估测精度得到了优化。在此基础上,仿真分析了仅有一个霍尔元件正常工作时的估测精度和系统控制效果。(4)基于dSPACE1104进行了软硬件设计,实验测试平台包括主电路、电流电压采样电路、驱动电路、转速位置信号处理电路以及软硬件保护电路等。实验验证了永磁化双馈电机同步并网控制策略和并网变速恒频控制策略的可行性。

徐同兴[4](2020)在《非理想因素对永磁同步电机脉振高频信号注入影响的研究》文中研究指明永磁同步电机因功率密度高、体积小等优点在生产生活中得到了广泛的应用。其中,永磁同步电机转子位置信号的准确获取是对其精确控制的重要条件之一。通常,电机需要安装机械位置传感器以获得转子位置信号。但是机械位置传感器增加了系统的体积和成本,同时,在一些环境恶劣场合中,机械位置传感器也降低了控制的可靠性。为了避免以上问题,无位置传感器控制技术成为了当前的研究热点。本文以低速无位置传感器控制算法“脉振高频正弦注入法”为基础,针对电机参数不对称和逆变器非线性等非理想因素对位置估测的影响以及补偿策略展开了研究。针对电机参数不对称情况对位置估测的影响,本文理论推导并得出电机参数不对称会使脉振高频信号注入法估测出的转子位置产生两倍角频率谐波偏差。本文采用估测环节中加入二阶陷波器的方法抑制该两倍角频率谐波偏差。由于用于位置估测的f(Δθ)所含有两倍角频率谐波幅值与注入高频信号的频率有关,所以选择最优的注入频率对于提高位置估测精度有着重要意义。本文通过注入不同频率的高频信号,不断观测q轴电流中二次角频率谐波分量的大小从而找出高频信号的最佳注入频率。本文理论推导得出逆变器非线性会使用于位置估测的q轴电流含有六次角频率谐波分量,该分量会给估测出的转子位置带来六次角频率谐波偏差。本文采用电流环并联PR控制器以抑制q轴电流中的六次角频率谐波分量,从而减小估测位置中的六次角频率谐波偏差。针对本文所提出的三个研究点,本文通过MATLAB/Simulink搭建了相关仿真模型并进行了仿真验证,同时搭建了基于TMS320F28335的硬件控制平台和对应软件程序进行了实验验证。仿真和实验结果验证了以上非理想因素对脉振高频正弦信号注入法下位置估测的影响以及所对应补偿策略的有效性。

戴启[5](2019)在《基于反电动势观测器的永磁同步电机无速度传感器控制》文中研究说明第三代稀土永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)有着高功率密度、转矩惯量比大和动态响应速度快等众多优点,广泛应用于各种领域。但PMSM速度的调控依赖于转子位置反馈,机械式的位置传感器存在一定的缺陷,于是无速度传感器控制技术受到了广泛研究。目前在中高速条件下的无速度传感器控制算法已比较成熟,中低速由于受到非理想条件制约,研究相对较少。本文以表贴式永磁同步电机为模型,选取了id=0的矢量控制方案,设计了基于反电动势滑模观测器的无速度传感器控制方案,力图实现永磁同步电机在中低速范围的精确调速,做的主要工作有:1.建立了三种不同坐标系下PMSM的数学模型。通过在dq坐标系下对矢量控制原理的讲解,选取了d轴电流为零的方法搭建了电流环与速度环的矢量控制仿真模型,验证了模型的有效性。2.分析滑模原理,并将其运用到PMSM的无感控制中,设计了转子位置及速度的滑模观测器。针对滑模控制抖振必然存在的缺点,采取了三个方面削弱抖振信号:一是采用准滑动模态的饱和函数;二是通过锁相环代替反正切函数提取位置及速度信息;三是通过特殊的直流滤波方式,滤除高频抖振。3.考虑到PMSM的启动特性,为了克服在电机启动低转速的非理想条件及反电动势信号过低检测不到的问题,在电机启动时采取了I/F电流频率比开环启动方式,使电机的启动控制更为平滑,减少系统的启动超调及大电流冲击。最后在前文的基础上,通过在Matlab/Simulink上的模型搭建,完成了对各种控制方法的仿真分析,通过将各自的优点相结合,取长补短,初步实现了PMSM在中低速范围内的无感控制。

张副强[6](2019)在《宽转速范围SPMSM无位置传感器控制技术的研究》文中研究指明随着稀土永磁材料的开发利用,永磁电机的发展突飞猛进,永磁电机特点是结构体积小,质量小,功率密度高,且控制容易,逐渐取代了直流调速系统中具有换向器的直流电机,避免了由换向器带来的许多问题,但是SPMSM的高性能控制需要时时获取转子位置,光电编码器、旋转变压器,霍尔元件等机械装置常被用于位置获取,这些设备的引入不仅增加了系统的成本,而且降低了系统的可靠程度。近年来,无位置传感器控制技术受到各国学者的青睐,以消除位置传感器带来的不利因素,无位置传感器控制技术按适用转速范围可以分为中高速、低速甚至零速的无位置传感器控制,本文针对中高速范围采用SMO法,针对低速范围使用高频方波注入法,结合加权平均切换算法实现SPMSM宽转速范围的无位置传感器控制。首先,对适用于中高速范围内SMO进行了研究,传统SMO在静止??轴系下使用符号函数重构反电动势分量,并利用LPF器消除反电动势中的高频谐波,再使用传统锁相环估计转子位置信息,由于反电势中高频开关量和LPF的使用导致位置观测不准确,本文提出使用广义二阶积分器的结构提取反电动势的正序分量可以无滞后的消除符号函数中的各次谐波,并使用基于正切函数的锁相环结构进行位置估计以达到更精确的位置估计,通过仿真对所提方法进行了验证。其次,针对低速区域内SPMSM的无位置传感器控制采用凸极模型法,首先介绍了电机的高频数学模型,分析高频方波注入实现原理,相比于传统的高频正弦波注入法可以提高注入信号频率,提出一种新的信号分离方式避免在信号分离时使用滤波器,采用基于电机模型的龙贝格观测器进行位置提取,提高了位置估计精度,针对初始位置辨识使用注入短脉冲法通过检测电流响应时间判断是否需要对初始位置进行补偿,为了实现高低速观测值平滑切换采用加权平均的方式摒弃传统的滞环切换方法,以实现宽转速范围SPMSM无位置传感器高性能控制,并通过仿真验证了所提方法的可行性。最后,设计并制作了一套PMSM驱动控制平台,包含功率驱动电路、电流调理电路、编码器调理电路和故障处理电路,使用设计的平台驱动一台额定功率200W的SPMSM,验证了上述理论分析的正确性与可行性。

彭群[7](2019)在《宽速域永磁同步电机无传感器矢量控制研究》文中进行了进一步梳理永磁同步电动机(PMSM)由于具有高功率密度、高效率、调速性能好等优点,近年来被广泛应用于工业、航空、电动汽车及家用电器等多领域。无位置传感器控制技术可以降低系统体积和成本,提高系统可靠性,近年来成为电机控制领域的研究热点。目前在用于PMSM无位置传感器控制的所有方法中,很难有一种方法可以实现宽速域PMSM无位置传感器控制。因此,本文从系统整合的角度出发,通过对PMSM的初始位置检测技术、低速及中高速无位置传感器控制技术的研究,基于不同的性能要求,对应用于不同速度段的无位置传感器算法进行组合,以实现宽速域PMSM无位置传感器控制。首先针对PMSM的无位置传感器起动策略,分别对两种起动方法进行了研究和改进。针对起动性能要求不高的场合,提出采用预定位结合I/F开环控制的起动方式;而针对起动性能要求高的场合,提出采用高频脉振方波电压注入法以实现PMSM的初始位置检测及低速无位置传感器运行,仿真和实验证明了其有效性。针对PMSM中高速无位置传感器控制,根据电机数学模型建立反电动势直接计算法来实现PMSM的转速与位置估计,并结合锁相环以提高位置估计精度和系统稳定性,该算法简单,易于工程实现。对于低速到中高速的切换问题,首先针对低速运行I/F开环控制的系统,通过分析目前切换策略的缺点,设计出一种直接切换方案,使其简单快速平稳地从转速开环切换到闭环运行,仿真和实验结果表明提出的直接切换策略性能良好,适用于快速切换的场合;而针对PMSM低速运行采用高频脉振方波注入法的闭环控制系统,提出一种复合观测器,在过渡区域对高频脉振方波电压注入法和反电势直接计算法分别观测到的转速和位置信息进行加权,从而实现过渡区域平滑切换,并通过仿真得以验证。同时分析了高速低载波比时数字延时在无位置传感器系统中对转子位置观测角度及电压矢量相位造成的影响,设计了一个随转速变化的角度误差补偿环节,以抑制由于数字延时而造成的电流震荡和转速波动等不稳定问题,且通过仿真和实验验证了补偿策略的有效性。最后搭建了一套永磁同步电机驱动系统实验平台,进行了软硬件相关设计,相关成果用于滚筒洗衣机项目,并进行了加载与效率测试,测试结果满足滚筒洗衣机用PMSM在洗涤和脱水两种工作模式下的性能要求。

李令[8](2019)在《五相容错型永磁同步电机的无位置传感器控制系统研究》文中认为永磁同步电机(PMSM)因其拥有的高功率密度、高效率和宽调速范围等特点,被广泛用于电动汽车的电驱系统中。在电动汽车中,安全可靠运行是首要目标,因此,近些年来永磁同步电机及其驱动系统的可靠性问题成为了广泛研究的热点。永磁同步电机的无位置传感器控制策略是电驱系统可靠性研究的重要组成部分,除此之外,其对降低成本,减小体积方面也具有重要意义。无位置传感器控制算法的研究已经近五十年,其中基于反电势或磁链观测器的无位置传感器控制算法已经研究成熟并成功商用,然而此类方法只适用于中高速,在电机零速起动和低速运行会失效;基于凸极跟踪原理的高频注入法被证明是实现零低速下无位置传感器运行的有效方法,但仍然存在着许多问题未被解决。本文以一台具有容错能力的五相分数槽集中绕组内置式永磁同步电机(Fault-Tolerant FractionalSlot Concentrated Winding Interior Permanent Magnet,FTFSCW-IPM)为研究对象,对基于高频方波信号注入的无位置控制策略进行深入研究。论文的主要内容包括:1、介绍本文所研究对象FTFSCW-IPM电机的基本结构及其电磁特性,并建立该电机的数学模型,同时研究适用于此电机的五相逆变器空间矢量调制策略;对有位置传感器下的矢量控制进行研究,并在离散域下对控制系统的传递函数进行分析,给出转速环、电流环控制器的参数设计方法,并通过仿真进行验证。2、从磁路角度分析了电机凸极性产生的原因,并考虑磁路的非线性,建立了基于增量电感的电机数学模型;分析了注入高频方波电压估测位置的原理,并对高频电压和电流环输出的基频电压进行时序上的设计,提出一种有效的信号分离方式;最后,对所注入的高频方波电压的幅值、频率的选取进行分析,指出影响其取值的重要因素。3、对基于高频方波电压注入的初始位置检测进行研究,并采用向估测d轴注入直流量的方法来辨识磁极极性;分析PI型和PID型两种锁相环的传递函数,提出了电机运行状态下的锁相环参数设计方法。4、对基于锁相环的位置观测器的角度观测误差进行分析。研究发现,有两个原因会产生角度观测误差:其一为数字处理器的离散控制特性,其二为交叉饱和电感。前者所带来的角度误差与速度有关,而后者则与负载电流有关。对于前者,本文提出了一种时序优化方法,用以消除由数字处理器所带来的角度误差;对于交叉饱和效应,采用离线测量估测误差,在线查表的方式进行角度补偿。5、在MATLAB/Simulink平台下搭建FTFSCW-IPM电机的驱动控制系统仿真模型,对理论进行仿真验证;对五相驱动系统的主电路、采样电路和编码器处理电路等硬件进行设计和制作,最后基于DSP 28335控制平台对本文所研究的理论进行实验验证。

初易新[9](2019)在《基于无源控制的无传感器永磁同步电机控制系统的研究》文中研究表明永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有功率密度高、体积小、效率和功率因数高等优点。近年来,PMSM传动系统广泛应用于工控、伺服、汽车以及航空航天等领域。本文将无源控制策略应用于PMSM系统,结合脉振高频信号注入法检测电机转子位置,设计了一种新型的PMSM控制系统。首先,本文对PMSM的结构和工作原理进行介绍。详细分析了基于坐标变换理论的矢量控制原理。介绍了高频信号注入法PMSM位置检测原理。分别对旋转和脉振高频电压注入法作了详细的数学公式推导。分析并说明了高频信号注入法在电机低速和零速状态下位置检测的优势。旋转高频注入法只适用于凸极电机,而脉振高频注入法隐极和凸极电机都适用,本文采用通用性强的脉振高频注入法检测电机位置。其次,对无源控制理论进行了详细的分析,分析并说明了无源控制策略在系统稳定性和鲁棒性上的优势。介绍了端口受控耗散哈密系统(Port-controlled Hamiltonian System with Dissipation,PCHD),推导出了PMSM的PCHD模型,根据无源控制策略的控制器设计方法,设计出基于PCHD模型的PMSM无源控制器。再次,通过MATLAB/Simulink软件对本文所设计的控制系统进行了总体仿真。详细分析了仿真的输出波形,验证了本文所述控制方法的合理性。仿真结果说明了脉振高频信号注入法具有很高的转子检测精度,也说明了无源控制在稳定性以及鲁棒性方面优势明显。最后,选择DSP芯片作为系统的微处理器,基于核心DSP芯片进行了系统的硬件电路设计和系统程序代码编写,在软硬件设计的基础之上进行了系统实验平台的搭建。通过对实验结果的分析验证了本文所提控制方法的合理性。

郭隆军[10](2018)在《负载对船舶同步发电机的振动影响机理研究》文中研究说明发电机是船舶所有的电力来源。作为船舶的核心部件,发电机运行时,当外部作用力频率接近发电机结构固有频率时会引起结构共振。振动不仅对船舶整体结构产生影响,严重时还会使发电机内部结构受损,导致全船失电,外部作用力主要来源于发电机内电磁力。基于发电机内部磁场,本文在分析发电机负载的性质与大小对电磁力产生影响的基础上,以船用永磁同步发电机为研究对象,针对稳态时发电机在不同负载下由径向电磁力引起的电磁振动问题进行研究。主要内容如下:首先,分析发电机在纯阻性负载以及感性负载下的电枢反应特性。基于发电机的基本磁势与磁导,采用解析法对发电机内的磁场分布进行理论计算。根据麦克斯韦张量法得到发电机内径向电磁力的解析表达式,并利用达郎贝尔原理对发电机振动响应的解析表达式进行推导,得到发电机内径向电磁力与振动响应的关系。结合发电机在纯阻性负载、感性负载下的电枢反应特性,分析出负载大小与性质变化时发电机内电磁力变化规律。其次,根据发电机的基本尺寸,利用Ansoft软件搭建发电机有限元仿真计算模型,以改变外电路的方式来模拟发电机不同的负载变化。建立模型后分别对发电机内磁场的磁力线、磁密分布进行仿真,根据仿真得到的磁密来计算发电机在不同负载下定子齿所受的径向电磁力。改变发电机的外部负载电路,分别对纯阻性负载以及感性负载下的发电机内电磁力进行仿真分析,验证理论分析的正确性。再者,搭建实验平台,对实验平台的硬件部分与软件部分进行设计并实现了实验平台的基本功能。结合LMS Test.lab振动测试平台,用发电机机脚振动加速度作为振动响应表征,在实验平台上对发电机进行相关振动实验。分别就空载时不同转速对发电机振动响应,纯阻性负载时负载大小对发电机振动响应,感性负载时电流及内功角对发电机振动响应进行实验。最后,对实验数据进行处理,并将实验结果与理论仿真进行对比,实验结果验证了理论分析的可靠性。

二、剩磁法估测三相交流异步电动机转速的分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、剩磁法估测三相交流异步电动机转速的分析(论文提纲范文)

(1)矿用电机车永磁同步电机无传感器控制研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 选题的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容与结构安排
2 矿用电机车负载特性下永磁电机矢量控制研究
    2.1 永磁同步电机矢量控制基础
    2.2 矿用电机车负载特性研究
    2.3 仿真分析
    2.4 矿用电机车永磁同步电机无传感器控制策略选取
    2.5 本章小结
3 基于高频信号注入法的永磁电机零低速域无传感控制技术
    3.1 传统的单高频脉振电压信号注入法
    3.2 双高频脉振信号注入 α-β 静止坐标系的无传感器控制策略
    3.3 实验验证
    3.4 本章小结
4 基于滑模观测器的永磁电机中高速域无传感控制技术
    4.1 传统的滑模观测器无传感控制
    4.2 基于双曲正切函数的滑模观测器法
    4.3 全速度域下的复合控制策略
    4.4 实验验证
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(2)基于霍尔位置传感器故障的PMSM容错控制研究与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 PMSM容错控制算法研究现状
        1.2.1 无传感器器技术研究现状
        1.2.2 容错控制研究现状
        1.2.3 转子初始位置检测研究现状
    1.3 论文主要研究内容与意义
第二章 PMSM数学模型及控制原理
    2.1 PMSM数学模型介绍
    2.2 矢量控制系统原理介绍
        2.2.1 PMSM的坐标变换
        2.2.2 矢量控制策略
        2.2.3 SVPWM原理
    2.3 PMSM双闭环控制策略
        2.3.1 电流环控制策略
        2.3.2 速度环控制策略
    2.4 本章小结
第三章 容错控制策略及性能优化策略
    3.1 霍尔传感器故障检测策略
    3.2 零速与低速无传感器容错控制策略
        3.2.1 霍尔传感器模式初始位置检测
        3.2.2 零速与低速容错控制方案
        3.2.3 零速、低速容错控制切换策略
    3.3 中高速无传感器容错控制策略
        3.3.1 中高速容错控制方案
        3.3.2 中高速容错模式切换策略
    3.4 全速范围无传感器容错控制策略
    3.5 容错控制系统性能优化策略
        3.5.1 单采样单更新方式
        3.5.2 双采样双更新方式
    3.6 本章小结
第四章 容错控制系统硬件架构及算法实现
    4.1 容错控制系统硬件架构介绍
    4.2 容错控制系统软件架构介绍
    4.3 PMSM容错控制算法实现
        4.3.1 主程序设计
        4.3.2 主中断程序
        4.3.3 无传感器容错控制算法实现
    4.4 本章小结
第五章 容错控制算法仿真与实验
    5.1 矢量控制算法仿真
    5.2 PMSM容错控制算法仿真
        5.2.1 零速与低速范围容错控制仿真
        5.2.2 中高速范围容错控制仿真
        5.2.3 全速范围容错控制仿真
    5.3 实验验证与结果分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢

(3)基于永磁化双馈电机的风力发电系统并网控制研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 风力发电系统研究现状
        1.2.1 变速恒频风力发电系统
        1.2.2 最大风能跟踪技术
        1.2.3 同步并网控制技术
    1.3 论文主要内容和结构
第二章 永磁化双馈风力发电系统工作原理及数学模型
    2.1 PM-DFIG及其风力发电系统
        2.1.1 系统结构
        2.1.2 系统工作原理
    2.2 PM-DFIG数学模型
        2.2.1 PM-DFIG电磁特性
        2.2.2 三相静止坐标系下数学模型
        2.2.3 两相旋转坐标系下数学模型
    2.3 风模型和风力机模型
        2.3.1 风模型
        2.3.2 风力机模型
    2.4 背靠背PWM变换器数学模型
    2.5 本章小结
第三章 永磁化双馈电机控制策略
    3.1 基本控制技术
        3.1.1 矢量控制技术
        3.1.2 电压空间矢量脉宽调制技术
    3.2 永磁化双馈电机并网控制
        3.2.1 控制策略总述
        3.2.2 网侧变换器控制策略
        3.2.3 机侧变换器控制策略
    3.3 永磁化双馈电机同步并网控制
        3.3.1 同步并网原理
        3.3.2 PM-DFIG状态切换流程
    3.4 仿真建模与分析
        3.4.1 仿真建模
        3.4.2 同步并网控制策略仿真分析
        3.4.3 并网控制策略仿真分析
    3.5 本章小结
第四章 永磁外转子位置估测与精度优化
    4.1 霍尔元件配置方案
    4.2 位置估测和精度优化
        4.2.1 零阶位置估测
        4.2.2 一阶位置估测
        4.2.3 区间位置矫正
    4.3 位置估测算法仿真分析
        4.3.1 转速和位置估测结果
        4.3.2 转速和位置估测结果应用
    4.4 霍尔传感器的位置估测实验验证
    4.5 本章小结
第五章 控制系统软硬件设计和实验
    5.1 永磁化双馈风力发电机控制系统整体方案
    5.2 硬件电路设计
        5.2.1 功率器件选择
        5.2.2 驱动隔离电路
        5.2.3 电压电流采样电路
        5.2.4 内转子转速和位置信号处理电路
    5.3 软件算法设计
    5.4 实验分析
        5.4.1 实验平台搭建及测试
        5.4.2 同步并网策略实验验证
        5.4.3 变速恒频控制策略实验验证
    5.5 本章小结
第六章 总结和展望
    6.1 论文总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
作者简介

(4)非理想因素对永磁同步电机脉振高频信号注入影响的研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 永磁同步电机结构及其控制技术
        1.2.1 永磁同步电机本体结构
        1.2.2 永磁同步电机控制方法
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 永磁同步电机无位置传感器控制方法
        1.3.2 非理想因素对脉振高频信号注入法位置估测的影响
    1.4 本文主要的研究内容
第二章 永磁同步电机数学模型和矢量控制方法
    2.1 引言
    2.2 永磁同步电机数学模型
        2.2.1 永磁同步电机基本数学模型
        2.2.2 永磁同步电机坐标变换
        2.2.3 永磁同步电机旋转坐标系下的数学模型
    2.3 永磁同步电机矢量控制方法
    2.4 本章小结
第三章 脉振高频信号注入无位置传感器控制方法
    3.1 引言
    3.2 脉振高频信号注入法位置估测的基本原理
        3.2.1 定子电感非线性饱和效应
        3.2.2 脉振高频信号注入转子位置估测
        3.2.3 初始位置辨识及其偏差补偿
    3.3 控制建模和仿真分析
    3.4 本章小结
第四章 非理想因素对脉振高频信号注入法位置估测的影响
    4.1 引言
    4.2 电机参数不对称对位置估测的影响及其补偿策略
        4.2.1 电机参数不对称对位置估测的影响
        4.2.2 基于二阶陷波器的补偿策略
        4.2.3 仿真结果分析
    4.3 不同注入频率对位置估测的影响及其优化策略
        4.3.1 不同注入频率对位置估测的影响
        4.3.2 基于注入信号频率寻优的优化策略
        4.3.3 仿真结果分析
    4.4 逆变器非线性对位置估测的影响及其补偿策略
        4.4.1 逆变器非线性对位置估测的影响
        4.4.2 基于准谐振控制器的补偿策略
        4.4.3 仿真结果分析
    4.5 本章小结
第五章 控制系统软硬件设计和实验验证
    5.1 引言
    5.2 硬件实验平台的构成
    5.3 硬件控制平台设计
        5.3.1 电流采样调理电路
        5.3.2 位置信号电平转换电路
        5.3.3 PWM信号的隔离驱动电路
        5.3.4 数模转换电路
    5.4 控制软件程序设计
    5.5 实验结果分析
        5.5.1 高频注入法实现转子位置和转速估测
        5.5.2 电机参数不对称对位置估测准确度的影响及其补偿策略
        5.5.3 不同注入频率对位置估测准确度的影响及其优化策略
        5.5.4 逆变器非线性对位置估测准确度的影响及其补偿策略
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究内容总结
    6.2 下一步工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

(5)基于反电动势观测器的永磁同步电机无速度传感器控制(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及目的
    1.2 永磁同步电机的发展
    1.3 永磁同步电机控制的研究现状
        1.3.1 永磁同步电机控制理论的研究现状
        1.3.2 无传感器控制技术的国内外研究现状
    1.4 本文研究的主要内容
第二章 永磁同步电机的数学模型与矢量控制
    2.1 永磁同步电机的物理模型
    2.2 永磁同步电机的数学模型
        2.2.1 参考坐标系变换理论
        2.2.2 abc自然坐标系下的数学模型
        2.2.3 d-q两相旋转坐标系下的数学模型
        2.2.4 αβ静止坐标系下的数学模型
    2.3 永磁同步电机的矢量控制
        2.3.1 矢量控制的原理
        2.3.2 矢量控制的方案
    2.4 本章小结
第三章 永磁同步电机PI电流矢量控制
    3.1 空间矢量脉宽调制
    3.2 基于PI控制器的PMSM矢量控制
        3.2.1 电流环的设计
        3.2.2 速度环的设计
    3.3 永磁同步电机双闭环控制建模仿真
    3.4 转子初始位置检测及启动
    3.5 本章小结
第四章 反电动势滑模观测器的设计
    4.1 基于反正切函数的反电动势法
    4.2 基于滑模的反电动势观测器设计
        4.2.1 滑模控制原理
        4.2.2 反电动势观测器的设计
        4.2.3 通过优化控制函数的滑模抖振削弱
        4.2.4 基于滤波器的滑模抖振削弱
    4.3 基于锁相环的位置观测
    4.4 本章小结
第五章 无速度传感器滑模控制仿真
    5.1 基于Matlab/Simulink平台的系统仿真
    5.2 反正切函数法
    5.3 基于锁相环的滑模观测器
        5.3.1 等速趋近律下的锁相环位置观测
        5.3.2 采用准滑动模态的滑模观测器
        5.3.3 通过直流滤波的方法削弱高频抖振
        5.3.4 加入I/F启动后的综合仿真
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 研究展望
参考文献
攻读学位期间主要的研究成果
致谢

(6)宽转速范围SPMSM无位置传感器控制技术的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 表贴式永磁同步电机的控制
    1.3 无位置传感器控制研究
        1.3.1 基波模型位置估计研究
        1.3.2 凸极模型位置估计研究
        1.3.3 初始位置检测方法的研究
    1.4 论文主要研究内容
第2章 基于新型滑模观测器的转子位置观测研究
    2.1 引言
    2.2 滑模观测器原理
    2.3 基于传统滑模观测器的转子位置信息估计
        2.3.1 传统滑模观测器设计
        2.3.2 转子位置信息提取
        2.3.3 滑模观测器稳定性分析
    2.4 改进滑模观测器信号信号处理过程
        2.4.1 反电势正序分量提取过程分析
        2.4.2 基于正切函数的锁相环设计
    2.5 Simulink仿真结果
    2.6 本章小结
第3章 基于高频注入法转子位置观测及切换策略研究
    3.1 引言
    3.2 高频方波注入的无滤波器法实现
        3.2.1 永磁同步电机数学模型
        3.2.2 高频方波注入实现原理
        3.2.3 基频与高频信号分离策略
        3.2.4 初始位置估计
    3.3 低速与高速位置估计值切换策略
    3.4 Simulink仿真结果验证
    3.5 本章小结
第4章 PMSM全速范围无位置控制系统及实验
    4.1 引言
    4.2 硬件电路设计
        4.2.1 功率驱动电路设计
        4.2.2 电流采样电路设计
        4.2.3 编码器调理电路设计
        4.2.4 故障处理电路设计
    4.3 SPMSM无位置传感器控制实验
        4.3.1 新型信号处理的滑模观测器实验测试
        4.3.2 基于高频方波注入实验测试
        4.3.3低速高速位置估计切换实验
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢

(7)宽速域永磁同步电机无传感器矢量控制研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 永磁同步电机无位置传感器控制技术国内外研究现状
        1.2.1 中高速PMSM无位置传感器控制技术研究现状
        1.2.2 低速PMSM无位置传感器控制技术研究现状
        1.2.3 PMSM初始位置检测技术研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 永磁同步电机模型及矢量控制
    2.1 引言
    2.2 PMSM物理模型
    2.3 PMSM数学模型
        2.3.1 三相静止坐标系下的数学模型
        2.3.2 两相静止坐标系下的数学模型
        2.3.3 两相旋转坐标系下的数学模型
    2.4 PMSM矢量控制策略
        2.4.1 id=0 控制
        2.4.2 最大转矩电流比控制
        2.4.3 弱磁控制
    2.5 电压空间矢量调制
        2.5.1 电压空间矢量表示
        2.5.2 SVPWM算法合成原理
        2.5.3 SVPWM算法实现
    2.6 本章小结
第三章 PMSM无传感器矢量控制起动策略研究
    3.1 引言
    3.2 基于预定位的转子初始位置辨识
    3.3 基于I/F控制的起动及低速运行策略研究
        3.3.1 I/F控制策略分析
        3.3.2 仿真分析
        3.3.3 实验验证
    3.4 高频脉振方波电压信号注入法
        3.4.1 PMSM的高频模型
        3.4.2 初始位置及低速运行时的转子位置估计
        3.4.3 仿真验证
    3.5 本章小结
第四章 中高速PMSM无传感器矢量控制研究
    4.1 引言
    4.2 基于锁相环的反电动势直接计算法
        4.2.1 反电势直接计算法
        4.2.2 基于锁相环的转速和转子位置估计
    4.3 切换方案
        4.3.1 I/F开环控制切换到中高速无传感器算法
        4.3.2 高频注入闭环控制切换到中高速无传感器算法
    4.4 宽速域运行仿真与实验验证
        4.4.1 开环控制切换到闭环控制仿真与实验验证
        4.4.2 全程闭环控制策略仿真验证
    4.5 数字延时引起的角度误差分析及补偿方法
        4.5.1 数字延时影响分析
        4.5.2 角度误差补偿方法
        4.5.3 补偿策略仿真与实验验证
    4.6 本章小结
第五章 PMSM无传感器数字控制系统与实验
    5.1 引言
    5.2 PMSM无传感器控制系统硬件平台简介
    5.3 PMSM无传感器控制系统软件设计简介
    5.4 宽速域运行实验结果
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

(8)五相容错型永磁同步电机的无位置传感器控制系统研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 永磁同步电机无位置传感器控制技术综述
        1.2.1 初始位置检测综述
        1.2.2 零低速下的无位置传感器控制技术综述
    1.3 论文主要研究内容
第二章 FTFSCW-IPM矢量控制系统研究
    2.1 引言
    2.2 FTFSCW-IPM电机基本结构
    2.3 FTFSCW-IPM电机数学模型及空间矢量调制
        2.3.1 自然坐标系下的数学模型
        2.3.2 旋转坐标系下的数学模型
        2.3.3 空间矢量调制(SVPWM)策略
    2.4 FTFSCW-IPM电机的矢量控制策略
        2.4.1 矢量控制系统
        2.4.2 离散域下的控制参数设计
    2.5 仿真结果
    2.6 本章小结
第三章 FTFSCW-IPM高频方波电压注入无位置传感器控制策略
    3.1 引言
    3.2 高频方波电压注入估测位置原理
        3.2.1 基于增量电感的高频电压数学模型
        3.2.2 高频信号注入方式
        3.2.3 基频与高频信号提取
        3.2.4 位置观测器及其收敛性分析
    3.3 高频电压幅值和频率选取
    3.4 仿真结果
    3.5 本章小结
第四章 FTFSCW-IPM无位置传感器零速起动与调速
    4.1 引言
    4.2 电机初始位置检测
    4.3 无位置传感器运行时的锁相环参数设计
    4.4 高频方波电压注入法位置误差分析及消除
        4.4.1 数字控制下的位置误差分析及消除
        4.4.2 交叉饱和效应所带来的位置误差分析及补偿
    4.5 仿真结果
        4.5.1 锁相环参数设计仿真验证
        4.5.2 时序优化方法仿真验证
    4.6 本章小结
第五章 FTFSCW-IPM无位置传感器控制系统硬件设计及实验
    5.1 引言
    5.2 FTFSCW-IPM无位置传感器控制系统硬件设计
        5.2.1 数字信号处理器简介
        5.2.2 功率器件选型
        5.2.3 采样电路设计
        5.2.4 位置信号检测电路
    5.3 编码器零位置校准
    5.4 有位置传感器矢量控制实验
    5.5 初始位置检测实验
    5.6 无位置传感器下电机调速运行实验
    5.7 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 课题展望
致谢
参考文献
攻读硕士研究生期间学术成果

(9)基于无源控制的无传感器永磁同步电机控制系统的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 PMSM控制技术国内外研究现状
        1.2.2 PMSM无位置传感器控制技术的研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 PMSM控制理论及其无位置检测技术
    2.1 永磁同步电机的结构及其工作原理
    2.2 永磁同步电动机的数学模型
        2.2.1 坐标变换原理
        2.2.2 永磁同步电机数学模型
        2.2.3 永磁同步电机矢量控制技术
    2.3 SVPWM调制技术
    2.4 基于高频信号注入的无位置检测技术
        2.4.1 永磁同步电机的高频模型
        2.4.2 旋转高频电压信号注入法
        2.4.3 脉振高频电压信号注入法
    2.5 本章小结
第3章 永磁同步电机的无源控制技术
    3.1 无源性与耗散性
        3.1.1 无源性与稳定性
        3.1.2 耗散性
    3.2 端口受控耗散哈密顿模型
    3.3 端口受控耗散哈密顿系统的无源控制器设计
        3.3.1 基于状态变量的无源控制器设计
        3.3.2 基于状态误差模型的无源控制器设计
    3.4 基于端口受控耗散哈密顿系统的PMSM无源化控制
        3.4.1 永磁同步电机的端口受控的耗散哈密顿模型
        3.4.2 PMSM无源控制器设计
    3.5 本章小结
第4章 PMSM控制系统仿真研究
    4.1 无源控制PMSM系统仿真模型建立
        4.1.1 总体仿真模型建立
        4.1.2 无源控制器仿真模型
        4.1.3 负载转矩观测器仿真模型
        4.1.4 脉振高频信号注入法仿真模型
        4.1.5 SVPWM调制仿真模型
        4.1.6 传统PI调节PMSM矢量控制系统仿真
    4.2 系统仿真结果分析
    4.3 本章小结
第5章 PMSM控制系统设计
    5.1 控制系统总体结构设计
    5.2 系统硬件设计
        5.2.1 控制电路设计
        5.2.2 驱动模块设计
        5.2.3 检测模块设计
        5.2.4 保护模块设计
        5.2.5 电源模块设计
    5.3 系统软件设计
        5.3.1 主程序
        5.3.2 子程序设计
    5.4 本章小结
第6章 PMSM控制系统实验研究
    6.1 实验平台搭建
    6.2 系统硬件平台实验结果分析
    6.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢

(10)负载对船舶同步发电机的振动影响机理研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 同步发电机电磁力研究现状
        1.2.2 同步发电机电磁振动研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 永磁同步发电机磁场与电磁振动理论分析
    2.1 发电机电枢反应
    2.2 气隙磁场及径向电磁力模型
        2.2.1 气隙磁场
        2.2.2 定子铁芯内表面径向电磁力
    2.3 电磁振动响应模型
    2.4 本章小结
第3章 船舶发电机电磁力有限元分析
    3.1 仿真软件简介
    3.2 同步发电机建模
    3.3 气隙磁场与径向磁密仿真
    3.4 本章小结
第4章 基于PLC的船舶发电机组实验平台开发
    4.1 实验平台的开发
        4.1.1 振动实验平台组成
        4.1.2 基于PLC的控制系统研发
    4.2 基于SIMATIC触摸屏的监控系统设计
    4.3 振动测量系统的组成
    4.4 本章小结
第5章 发电机振动实验与数据分析
    5.1 实验总体方案
        5.1.1 实验设备的布置
        5.1.2 测点布置
        5.1.3 实验步骤
    5.2 实验结果与分析
        5.2.1 空载条件下发电机振动实验分析
        5.2.2 负载下发电机振动实验分析
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
致谢
参考文献
在校期间发表的学术论文

四、剩磁法估测三相交流异步电动机转速的分析(论文参考文献)

  • [1]矿用电机车永磁同步电机无传感器控制研究[D]. 徐铭远. 中国矿业大学, 2021
  • [2]基于霍尔位置传感器故障的PMSM容错控制研究与实现[D]. 伍兴. 广西大学, 2020(02)
  • [3]基于永磁化双馈电机的风力发电系统并网控制研究[D]. 苏丹. 东南大学, 2020(01)
  • [4]非理想因素对永磁同步电机脉振高频信号注入影响的研究[D]. 徐同兴. 南京航空航天大学, 2020(07)
  • [5]基于反电动势观测器的永磁同步电机无速度传感器控制[D]. 戴启. 湖南工业大学, 2019(01)
  • [6]宽转速范围SPMSM无位置传感器控制技术的研究[D]. 张副强. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
  • [7]宽速域永磁同步电机无传感器矢量控制研究[D]. 彭群. 合肥工业大学, 2019(01)
  • [8]五相容错型永磁同步电机的无位置传感器控制系统研究[D]. 李令. 东南大学, 2019(05)
  • [9]基于无源控制的无传感器永磁同步电机控制系统的研究[D]. 初易新. 哈尔滨理工大学, 2019(08)
  • [10]负载对船舶同步发电机的振动影响机理研究[D]. 郭隆军. 集美大学, 2018(09)

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用剩磁法分析三相交流异步电动机的估算转速
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