摘要:本文建立了永磁同步电动机的数学模型，分析了矢量控制的基本结构和电压矢量技术控制算法。本文运用模型参考自适应的方法进行转速的估算，参考模型为不含转速未知量的转子磁链电压模型，可调模型为含有转速未知量的转子磁链电流，进而推导出自适应规律,最终得到转速估算的方法。再根据推导的公式，运用MATLAB/Simulink把相关的硬件电路模拟连接，建立仿真模型。根据仿真结果，证实了本文设计的模型参考自适应系统可以较准确的估算永磁同步电动机转速与位置。77506

毕业论文关键词： 永磁同步电动机;模型参考自适应;无速度传感器;MATLAB/Simulink

Simulation research of PMSM sensorless vector control based on MRAS

Abstract: This paper firstly introduces the mathematical model of permanent magnet synchronous motor, vector control of the basic structure and technology of voltage vector control algorithm。 In this paper, the model reference adaptive method is used to estimate the speed。 The reference model is a rotor without unknown speed, and the adjustable model is a rotor flux current with unknown speed。 And then, derive the adaptive laws, finally get the method of speed estimation。 According to the formula, the use of MATLAB/Simulink to connect the hardware circuit simulation, the simulation model is established。 Under the simulation results, it is proved that the model reference adaptive system can estimate the speed and position of PMSM。 

Key words: PMSM；MRAS； sensorless； MATLAB/Simulink

目录

1引言 1

2永磁同步电动机的矢量控制 3

2。1永磁同步电动机的分类及转子结构 3

2。2永磁同步电动机的数学模型 4

2。3空间矢量的坐标变换 5

2。4矢量控制原理 7

2。5 本章小结 8

3基于MRAS的无传感器矢量控制 9

3。1 MRAS的基本原理 9

3。2 MRAS的速度估计 10

3。3基于MRAS的无速度传感器矢量控制系统 12

3。4本章小结 14

4系统仿真 15

4。1 坐标变换模块仿真模型 15

4。2 MRAS仿真模型 16

4。3 SVPWM仿真模型 18

4。4 基于MRAS的无传感器矢量控制系统仿真模型 20

4。5 仿真结果与分析 20

4。6 本章小结 27

5总结 28

致谢 29

参考文献 30

1 引言

永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Machine，PMSM），顾名思义，其励磁由永磁体提供，转子转速和定子电流、电压频率保持严格同步，因此只要控制了定子侧的频率便能精准的控制电机转速，从而实现较高的调速性能[1]。跟之前使用较多的电励磁电机相比，永磁同步电动机有着诸多优点，例如体积相对较小，所以重量更轻，损耗更小但工作效率更高，结构不复杂而运行可靠性较强。

精度高，动态性能好都是永磁同步电机的矢量控制系统能够实现的，所以其在生活中有着广泛的应用，甚至应用于水下机器人，航空航天等方面。对于机器人来说，每一个人形机器人都有多台电机进行工作，先前的研究中，电机里边都包含有位置传感器，如果通过技术方面把传感器都去掉，这不仅仅会减轻机器人本身的质量，更重要的是能节省更多的成本，使之更加能够被一般家庭所接受，这对于机器人的研究和发展来说，有着极大的意义。另一方面，由于结构的简化，机器人性能也能得到很大的提升，而且更能适应一些高温高压，空中及水下作业等极端环境的工作。所以，在这些环境下，无传感器技术的系统要明显优于传统的有传感器的系统。