【正文】 接著在MATLAB中應(yīng)用第三章所用PMSM仿真模型，將其模糊控制器的設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)PI控制結(jié)合起來(lái)構(gòu)成模糊PI控制器，重新進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了模糊PI控制器的優(yōu)良性能。并以If then的形式輸入模糊控制規(guī)則，共49條：1. If (e is NB) and (ec is NB) then (kp is PB) (ki is NB) (kd is PS) (1) 2. If (e is NB) and (ec is NM) then (kp is PB) (ki is NB) (kd is NS) (1) ……………………………………………………………………………48. If (e is PB) and (ec is PM) then (kp is NB) (ki is PB) (kd is PS) (1) 49. If (e is PB) and (ec is PB) then (kp is NB) (ki is PB) (kd is PB) (1)然后，可以生成模糊推理輸入輸出三維觀察圖形。、為模糊控制器的兩個(gè)輸出，可以根據(jù)被控對(duì)象的狀態(tài)自動(dòng)調(diào)整PI兩個(gè)控制參數(shù)的取值，分別為它們對(duì)應(yīng)的比例因子?！保N(yùn)含運(yùn)算“”。為了實(shí)現(xiàn)模糊控制器的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，本文實(shí)際使用的處理方法是把誤差的變化范圍設(shè)定在[6，+6]區(qū)間的連續(xù)變化量，但由于實(shí)際系統(tǒng)工作的精確輸入量的變化范圍不在[6，+6]之間，于是需要將其映射到[6，+6]這一區(qū)間中，即將其變換到要求的論域范圍。（4）清晰化清晰化的作用是模糊推理得到的控制量（模糊量）變換為實(shí)際用于控制的清晰量。其中數(shù)據(jù)庫(kù)用來(lái)存放所有輸入、輸出變量的全部模糊子集的隸屬度矢量值（即經(jīng)過(guò)論域等級(jí)離散化以后對(duì)應(yīng)值的集合），若論域?yàn)檫B續(xù)域，則為隸屬度函數(shù)。一般根據(jù)誤差信號(hào)E及其變化率EC來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程的控制。(3) 由于控制規(guī)律可以不斷豐富和完善，加之克服了人類機(jī)體本身的不足，使得模糊控制器優(yōu)于熟練工人的手動(dòng)控制。因此模糊控制并不是簡(jiǎn)單的代替，而是拓展了經(jīng)典控制理論的控制。 本章小結(jié)本章首先詳細(xì)討論了無(wú)位置傳感器控制的基本構(gòu)成和工作原理，以及轉(zhuǎn)子角度和轉(zhuǎn)速的基本計(jì)算步驟。、。因此，需要使用較多的存儲(chǔ)空聞來(lái)保存補(bǔ)償值。反電勢(shì)估計(jì)值，由低通濾波器（LPF）得到，LPF的輸入為砰－砰控制器的開關(guān)量： ()上式中，為濾波器截止頻率。按照滑模區(qū)上的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)都必須是終止點(diǎn)這一要求，當(dāng)運(yùn)動(dòng)點(diǎn)到達(dá)切換面s=0附近時(shí)，必有及 ()滑模變結(jié)構(gòu)控制本質(zhì)上是一類特殊的非線性控制，其非線性表現(xiàn)為控制的不連續(xù)性，即一種使系統(tǒng)“結(jié)構(gòu)”隨時(shí)間變化的開關(guān)特性。開關(guān)切換的法則稱為控制策略，它保證系統(tǒng)具有滑動(dòng)模態(tài)。這種滑動(dòng)模態(tài)是可以設(shè)計(jì)的，且與系統(tǒng)的參數(shù)及擾動(dòng)無(wú)關(guān)。變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)(VSS)系統(tǒng)：它的控制器由若干個(gè)不同的子系統(tǒng)組成，這些子系統(tǒng)的參數(shù)不同或結(jié)構(gòu)不同，系統(tǒng)在工作過(guò)程中根據(jù)某種函數(shù)規(guī)則在這些子系統(tǒng)之間切換，目的是改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。無(wú)機(jī)械傳感器交流調(diào)速系統(tǒng)是指利用電機(jī)繞組中的有關(guān)電信號(hào)，通過(guò)適當(dāng)方法估計(jì)出轉(zhuǎn)子的位置和速度，取代機(jī)械傳感器，實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制。第3章 基于滑模觀測(cè)器的無(wú)位置傳感器控制在永磁同步電機(jī)控制當(dāng)中，需要檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置和速度。據(jù)此，在期間的剩余時(shí)間由零矢量和來(lái)作用，因此得： 電壓空間矢量的線性組合 () ()如上所述，對(duì)于任意非零電壓空間矢量其模相等，為。這就可以利用六個(gè)非零基本電壓空間矢量的線性時(shí)間組合來(lái)得到更多的開關(guān)狀態(tài)[41]。 開關(guān)狀態(tài)與相電壓和線電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此a、b和c形成000、00001100、10110和111共八種開關(guān)模式。他們的方向始終在各相的軸線上，大小則隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，時(shí)間相位互相錯(cuò)開的角度也是120。電壓空間矢量脈寬調(diào)制波(SVPWM)與傳統(tǒng)的正弦脈寬調(diào)制波(SPWM)不同，它是著眼于使逆變器的輸出電壓盡量接近正弦波，或者說(shuō)，希望輸出的PWM電壓波形基波成分盡量大，諧波成分盡量小，從而使定子電流形成的磁場(chǎng)實(shí)時(shí)追蹤轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)并保持正交以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)獲得圓形的理想磁鏈圓，從而產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩。 ()式中 （2）弱磁擴(kuò)速段當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，電流矢量沿電流極限圓從B點(diǎn)移至C點(diǎn)。很顯然它是多變量非線性狀態(tài)方程，既包含d、q軸電流分量的乘積項(xiàng)，且它們之間還有耦合關(guān)系。它是凸極永磁同步電動(dòng)機(jī)用得較多的一種電流控制策略，對(duì)于隱極永磁同步電動(dòng)機(jī)，最大轉(zhuǎn)矩/電流控制就是控制。于是電磁轉(zhuǎn)矩簡(jiǎn)化為： ()機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程： ()式中，、——定子電壓d、q軸分量；、——定子電流d、q軸分量；、——定子磁鏈d、q軸分量；、——定子繞組d、q軸電感分量；——電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩 J——轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；——電機(jī)轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)；B——摩擦系數(shù)；——轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度；——轉(zhuǎn)子電角速度。如果讓包含兩個(gè)繞組在內(nèi)的整個(gè)鐵芯以同步速度旋轉(zhuǎn)，則磁動(dòng)勢(shì)F自然也旋轉(zhuǎn)起來(lái)，成為旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。 坐標(biāo)變換 坐標(biāo)變換的原理坐標(biāo)變換的基本思想就是將交流電機(jī)的物理模型等效的變換成類似直流電機(jī)的模型，然后再模仿直流電機(jī)進(jìn)行控制。 a) 凸極式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) b) 隱極式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁體轉(zhuǎn)子產(chǎn)生恒定的電磁場(chǎng)，當(dāng)定子通以三相對(duì)稱的正弦波交流電時(shí)，就會(huì)形成旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，兩種磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的電磁力，從而推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。鑒于這些優(yōu)點(diǎn)，永磁同步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。第2章 永磁同步電機(jī)的控制原理為了改善轉(zhuǎn)矩控制性能。針對(duì)本文采用的矢量控制方式，分析其原理、優(yōu)點(diǎn)，采用定子電流最優(yōu)控制的分段算法。但所有這些方法都存在一些問題：①數(shù)學(xué)模型和運(yùn)算繁瑣，使控制系統(tǒng)變得復(fù)雜；②辨識(shí)和校正都需要一個(gè)過(guò)程，對(duì)一些參數(shù)變化較快的系統(tǒng)，因來(lái)不及校正而不能獲得理想的控制效果[24]。（5）滑模變結(jié)構(gòu)控制滑模變結(jié)構(gòu)控制是變結(jié)構(gòu)控制的一種控制策略，它與常規(guī)控制的根本區(qū)別在于控制的不連續(xù)性，它是一種使系統(tǒng)“結(jié)構(gòu)”隨時(shí)變化的開關(guān)特性。直接轉(zhuǎn)矩控制磁場(chǎng)定向時(shí)應(yīng)用的是定子磁鏈，只需知道定子電阻就可以把它觀測(cè)出來(lái)，相對(duì)來(lái)說(shuō)，該控制方法更不易受電機(jī)參數(shù)變化的影響[22]。人工智能的專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等在電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究已經(jīng)取得了可喜成果。該方法具有在理論上形式統(tǒng)一，物理概念清晰直觀，容易被人們接受。為了實(shí)現(xiàn)弱磁，在電機(jī)電樞繞組中加入直軸電流，利用電機(jī)直軸電樞反應(yīng)抵消永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)，從而提高永磁同步電機(jī)的高速運(yùn)行性能。永磁同步電機(jī)的直接起動(dòng)是依靠阻尼繞組提供的異步轉(zhuǎn)矩將電機(jī)加速到接近同步轉(zhuǎn)速，然后由磁阻轉(zhuǎn)矩和同步轉(zhuǎn)矩將永磁同步電機(jī)牽入同步。隨著控制理論與電力電子技術(shù)的發(fā)展，從1980年開始，眾多研究學(xué)者將目光轉(zhuǎn)向了無(wú)位置傳感器的方案，即采用電壓傳感器或電流傳感器的輸出信號(hào)，間接估測(cè)轉(zhuǎn)子位置，使這些電機(jī)不需要霍爾傳感器等傳統(tǒng)的機(jī)械位置傳感器，稱之為無(wú)傳感控制。隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等支撐技術(shù)的快速發(fā)展以及控制理論的不斷進(jìn)步，以永磁同步電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展得以極大的發(fā)展[1,2]。關(guān)鍵詞: 永磁同步電機(jī)；無(wú)位置傳感器；定子電流最優(yōu)；模糊PI；DSPAbstractWith the development of microprocessor technology, power electronics technology and permanent magnetic materials manufacturing techniques, as well as tructure and operating characteristics of permanent magnet synchronous motor (PMSM), the PMSM drive system is widely applied in the areas of industrial and agricultural production. But the good performances of PMSM drive system are based on closedloop control, it is quite important of how to obtain the rotor position and speed signals in this system. Traditionally, the rotor position of the control system is mainly supplied by the resolver or optical encoder disk, but such position sensors have the nature defects of high costs, maintenance difficulties and poor performances in bad working conditions. Thus, sensorless control strategy which only according the sampling of the current and voltage to estimate the rotor position and speed by specific methods will be widely applied. To enhance the speed, stability and robustness of PMSM drive system further, fuzzy control method which has the characteristic of easy configuration, continue output, high reliability, small overshoot and strong robustness has gained more and more attention.In this paper, sensorless permanent magnet synchronous motor drive system for the study is mainly divided into two parts of MATLAB/SIMULINK simulation and system software and hardware achievement. In the first part, the auther established a mathematical model of PMSM, and on this basis, introduced the relevant principles of vector control, particularly the optimal control strategy used in this paper. At the same time, the author not only established a sliding mode observer to replace traditional mechanical position sensors according to the relevant principles, but also fuzzy PI to replace traditional PI under the introduction of fuzzy control theory, and then pleted MATLAB simulation of the system. The second part included the designing of a hardware experiment platform using TMS320F2808DSP for core control chip, software development and plant debugging.The results of MATLAB simulation and experiment, which show the prime control performance of the program and effectiveness of the system, prove that this program is an ideal control method．Key Words: PMSM。傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中位置主要由旋轉(zhuǎn)變壓器或者光電編碼盤提供，但此類位置傳感器均有著成本高，維護(hù)困難，惡劣工況適用性差等本質(zhì)上的缺陷。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。因此，在一些特殊及精度要求不高的場(chǎng)合，由只根據(jù)采樣電流、電壓等易測(cè)量，通過(guò)特定方法估算轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速的無(wú)位置傳感器控制策略將得到廣泛應(yīng)用。 Sensorless。永磁電機(jī)的發(fā)展與永磁材料的發(fā)展密切相關(guān)，二十世紀(jì)六十到八十年代，釤鈷永磁和釹鐵硼永磁（二者統(tǒng)稱稀土永磁）的相繼問世，使永磁電機(jī)的發(fā)展進(jìn)入了新的歷史時(shí)代。雖然省去了霍爾元件，但還是要利用電氣性的傳感器，如電壓傳感器、電流傳感器，作為回路控制，其精確名稱為無(wú)位置傳感器控制。