基于滑模观测器的高速BLDCM无位置传感器控制方法研究

bb20920d · 发表于 2022-5-12 15:48:33

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磁悬浮轴承支承的高速永磁无刷直流电机因其体积小、能量密度高、控制简单、节能效果好、使用寿命长等优点，得到了越来越广泛的应用。无刷直流电机一般采用位置传感器来检测转子位置信号，这样不仅使电机自身的结构复杂，而且由于受到电磁干扰的影响，还降低了电机的可靠性，本文采用了基于滑模观测器的无位置传感器控制方法，该方法对系统的参数变化和外干扰有较强的鲁棒性，并可实现对任意连续变化的输入信号的跟踪。本文主要进行了以下三方面的研究：（1）介绍了磁悬浮永磁电动机的结构特点，给出了无刷直流电机（BLDCM）的数学模型和运行原理，为以后研究工作提供了理论基础。（2）研究了基于滑模观测器的无刷直流电机无位置传感器控制的理论方法，首先设计了滑模观测器的数学模型，然后由滑模观测器观测的电机反电动势信息来估算出电机的转速以及换相信号，由转速估算值和测得的母线电流构成双闭环调节，其输出用来控制Buck电路占空比。同时通过趋近律和低通滤波器削弱滑模抖振对系统的影响，并利用Matlab/Simulink对此控制方法进行仿真研究。（3）介绍了整个控制系统的软硬件实现，对电流电压检测和驱动电路部分进行了详细的介绍，控制系统以4kW混合磁轴承永磁电机为平台，TMS320F28335为核心，在CCS开发环境下进行了电机升速实验，实验和仿真结果表明了滑模观测器系统设计的正确性。

基于滑模观测器的高速BLDCM无位置传感器控制方法研究

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