基于準(zhǔn)滑模觀測(cè)器的無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)位置傳感器控制技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)刷直流電機(jī)具有高效節(jié)能、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、無(wú)換相火花及較好的機(jī)械特性等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于眾多行業(yè)。傳統(tǒng)的無(wú)刷直流電機(jī)是通過轉(zhuǎn)子位置傳感器得到確切的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的換相和調(diào)速的。但位置傳感器的存在，使得無(wú)刷直流電機(jī)在航空航天、汽車等應(yīng)用場(chǎng)合受到了很大的限制，甚至在某些場(chǎng)合無(wú)法使用。因此，無(wú)刷直流電機(jī)的無(wú)位置傳感器轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)方法成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。
　　 滑模變結(jié)構(gòu)控制具有對(duì)參數(shù)攝動(dòng)的完全自適應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，可以用它來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速

2、度、位置的控制。滑模觀測(cè)器不僅能得到不確定對(duì)象的狀態(tài)，還能獲得對(duì)象模型中內(nèi)外干擾的實(shí)時(shí)控制量。但傳統(tǒng)滑模觀測(cè)器控制存在抖振大、精度不高等問題，因此限制了該方法在高性能驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合的應(yīng)用。針對(duì)上述問題，本文設(shè)計(jì)了一種基于新型準(zhǔn)滑模變結(jié)構(gòu)觀測(cè)器的無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)位置傳感器控制系統(tǒng)。
　　 本文首先介紹了無(wú)刷直流電機(jī)的基本原理和控制方法，闡述了無(wú)位置傳感器控制中常用的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)方法，然后根據(jù)無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和滑模變結(jié)構(gòu)理論，引入了一

3、種新型準(zhǔn)滑模觀測(cè)器進(jìn)行轉(zhuǎn)子位置估計(jì)。該觀測(cè)器以實(shí)測(cè)電流和觀測(cè)電流之間的誤差作為滑模面，再根據(jù)反電勢(shì)與轉(zhuǎn)速的數(shù)學(xué)關(guān)系估算出轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速。切換函數(shù)采用飽和函數(shù)替代開關(guān)函數(shù)，通過選擇合適的邊界層厚度，有效的削弱了抖振;并以滑模觀測(cè)器得到的轉(zhuǎn)速作為反饋進(jìn)行閉環(huán)控制，使實(shí)際轉(zhuǎn)速響應(yīng)得到良好的效果。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于新型準(zhǔn)滑模觀測(cè)器的無(wú)刷直流電機(jī)的無(wú)位置傳感器控制系統(tǒng)，仿真結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)不僅能夠得到準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置和角速度，提高了轉(zhuǎn)