準滑模觀測器的無刷直流電機無E+E位置傳感器控制技術(shù)
無刷直流電機具有高效節(jié)能、動態(tài)響應快、無換相火花及較好的機械特性等優(yōu)點,已被廣泛應用于眾多行業(yè)。傳統(tǒng)的無刷直流電機是通過轉(zhuǎn)子E+E位置傳感器得到確切的轉(zhuǎn)子位置信號實現(xiàn)電機的換相和調(diào)速的。但E+E位置傳感器的存在,使得無刷直流電機在航空航天、汽車等應用場合受到了很大的限制,甚至在某些場合無法使用。

準滑模觀測器的無刷直流電機無E+E位置傳感器控制技術(shù)
因此,無刷直流電機的無E+E位置傳感器轉(zhuǎn)子位置檢測方法成為近年來的研究熱點。滑模變結(jié)構(gòu)控制具有對參數(shù)攝動的*自適應等優(yōu)點,可以用它來實現(xiàn)對電機速度、位置的控制。主要進行永磁無刷直流電機無E+E位置傳感器控制的前期理論研究。用Matlab7.1/Simulink建立基于端電壓檢測的無E+E位置傳感器模型仿真。并把其仿真結(jié)果和永磁無刷直流電機有E+E位置傳感器控制仿真結(jié)果進行對比。滑模觀測器不僅能得到不確定對象的狀態(tài),還能獲得對象模型中內(nèi)外干擾的實時控制量。但傳統(tǒng)滑模觀測器控制存在抖振大、精度不高等問題,因此限制了該方法在高性能驅(qū)動場合的應用。針對上述問題,設計了一種基于新型準滑模變結(jié)構(gòu)觀測器的無刷直流電機無E+E位置傳感器控制系統(tǒng)。 首先介紹了無刷直流電機的基本原理和控制方法,闡述了無E+E位置傳感器控制中常用的轉(zhuǎn)子位置檢測方法,然后根據(jù)無刷直流電機的數(shù)學模型和滑模變結(jié)構(gòu)理論,引入了一種新型準滑模觀測器進行轉(zhuǎn)子位置估計。該觀測器以實測電流和觀測電流之間的誤差作為滑模面,再根據(jù)反電勢與轉(zhuǎn)速的數(shù)學關(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；并以滑模觀測器得到的轉(zhuǎn)速作為反饋進行閉環(huán)控制,使實際轉(zhuǎn)速響應得到良好的效果。在此基礎(chǔ)上設計了基于新型準滑模觀測器的無刷直流電機的無E+E位置傳感器控制系統(tǒng),仿真結(jié)果表明,設計的控制系統(tǒng)不僅能夠得到準確的轉(zhuǎn)子位置和角速度,提高了轉(zhuǎn)子位置估算的精度,而且能有效的抑制傳統(tǒng)滑模控制的抖振,使系統(tǒng)具有較強的魯棒性。仿真結(jié)果表明:永磁無刷直流電機的無E+E位置傳感器矢量控制和帶E+E位置傳感器控制相比亦具有良好的動態(tài)響應特性和速度控制特性。

準滑模觀測器的無刷直流電機無E+E位置傳感器控制技術(shù)
zui后,以公司的dsPIC30F6010單片機為核心,設計了無刷直流電機無E+E位置傳感器控制的硬件和軟件系統(tǒng),實現(xiàn)了無刷直流電機的啟動、電流電壓采樣、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和位置檢測等功能。