復(fù)雜的機(jī)械傳感器加大了閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的空間尺寸、成本，并且限制了使用條件、降低了系統(tǒng)的可靠性，無(wú)機(jī)械傳感器調(diào)速系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。本文分析了永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型及其調(diào)速方法，結(jié)合坐標(biāo)變換理論、SVPWM 調(diào)制技術(shù)構(gòu)建了永磁同步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng) Simulink 仿真模型，分析其調(diào)速性能。接著研究了基于反電動(dòng)勢(shì)直接計(jì)算法、模型參考自適應(yīng)法、滑模觀測(cè)器法等三種轉(zhuǎn)速位置辨識(shí)方法，仿真結(jié)果表明采用無(wú)機(jī)械傳感器的矢量控制系統(tǒng)有較優(yōu)的調(diào)速性能。并提出了滑模觀測(cè)器法結(jié)合模型參考自適應(yīng)法的新型轉(zhuǎn)速位置辨識(shí)技術(shù)，提高了轉(zhuǎn)速位置的估算精度，有效的削弱了系統(tǒng)的抖振，優(yōu)化了系統(tǒng)性能。并分析了永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置的估測(cè)方法以及無(wú)機(jī)械傳感器系統(tǒng)的啟動(dòng)問(wèn)題，選取了 I-F 開(kāi)環(huán)啟動(dòng)方案。最后搭建了基于 DSP28335 的實(shí)物平臺(tái)，開(kāi)發(fā)基于 C#語(yǔ)言的上位機(jī)，對(duì)系統(tǒng)做了主要測(cè)試。

　　交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)搭乘電力電子技術(shù)日臻成熟的東風(fēng)，在調(diào)速領(lǐng)域聲名鵲起，逐漸成為業(yè)內(nèi)的中流砥柱。諸如矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等優(yōu)秀的方法，使其優(yōu)勢(shì)更加突出。1983 年，稀土永磁體—釹鐵硼成功研制，它磁特性優(yōu)異，來(lái)源十分廣泛，成本低，成為高性能永磁材料發(fā)展的新成果，有效的改善了永磁同步電機(jī)的性能。永磁同步電機(jī)功率因數(shù)極高，當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子銅耗非常的小，甚至在多數(shù)情況下轉(zhuǎn)子損耗可以忽略不計(jì)；并且功率密度大，方便使用；還具有轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)。負(fù)載轉(zhuǎn)矩突變時(shí)，通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)電機(jī)功角，永磁同步電機(jī)可以馬上使轉(zhuǎn)速保持不變，并且永磁同步電機(jī)短時(shí)間最大輸出轉(zhuǎn)矩可以達(dá)到其額定值的兩倍以上。在閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)里，要通過(guò)軸上安裝的機(jī)械類裝置，來(lái)獲取電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置及轉(zhuǎn)速。機(jī)械傳感器［1、2］提供所需的信號(hào)的同時(shí)，也帶來(lái)了一些問(wèn)題：（1）增大了空間尺寸、體積，（2）增大了故障率；（3）使用范圍減小；（4）成本昂貴。

　　可見(jiàn)，無(wú)機(jī)械傳感器技術(shù)具有很大的市場(chǎng)價(jià)值，但該技術(shù)在工程實(shí)際應(yīng)用中仍不成熟，還需要解決很多問(wèn)題。本文正是在此背景下開(kāi)展的相關(guān)研究，側(cè)重于永磁同步電機(jī)上的應(yīng)用，討論了不同的轉(zhuǎn)速位置辨識(shí)方案，并基于獨(dú)立辨識(shí)的思路，提出了 SMO 與 MRAS 結(jié)合的辨識(shí)技術(shù)。

　　本文研究的對(duì)象是表貼式永磁同步電機(jī)（SPMSM），在其磁場(chǎng)定向控制的基礎(chǔ)上，廣泛分析相關(guān)轉(zhuǎn)速位置辨識(shí)方法，通過(guò)對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。并討論了如何實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)械傳感器控制系統(tǒng)下的起動(dòng)，對(duì)比了幾種轉(zhuǎn)子初始位置檢測(cè)手段。本文大致從以下幾個(gè)章節(jié)展開(kāi)分析。

　　第一章：介紹了交流調(diào)速的背景及意義，明確了同步電機(jī)的優(yōu)勢(shì)、無(wú)機(jī)械傳感器調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，分析無(wú)機(jī)械傳感器控制方法能夠帶來(lái)的益處。最后指出了國(guó)內(nèi)外科研工作者在這個(gè)方面的成果、進(jìn)展。

　　第二章：簡(jiǎn)略介紹了PMSM的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，推導(dǎo)其理論公式，得到其數(shù)學(xué)模型，然后在等效變換的原則下引入坐標(biāo)變換理論，得出了各個(gè)坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)換關(guān)系式，并就如何實(shí)現(xiàn)矢量控制展開(kāi)分析。對(duì)比了常見(jiàn)的四種控制策略的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選用令 0 d i ? 的控制策略。

　　第三章：簡(jiǎn)略分析了SVPWM調(diào)制技術(shù)原理，在Simulink環(huán)境下開(kāi)展仿真研究，分步對(duì) SVPWM調(diào)制技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)定向控制。

　　第四章：研究分析了反電動(dòng)勢(shì)、MRAS、SMO等轉(zhuǎn)速位置估測(cè)方法的基本原理，在 0 d i ?的有機(jī)械傳感器永磁同步電機(jī)矢量控制模型的基礎(chǔ)上搭建相關(guān)的仿真模型，使用估測(cè)結(jié)果作為反饋信號(hào)投入控制系統(tǒng)，驗(yàn)證估測(cè)算法的正確性并測(cè)試了調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)。提出了轉(zhuǎn)速位置獨(dú)立辨識(shí)的思路，即SMO與MRAS結(jié)合的辨識(shí)方法，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證工作，結(jié)果表明該方法對(duì)削弱SMO系統(tǒng)輸出抖振、提高估測(cè)精度具有良好的效果。同時(shí)分析了無(wú)機(jī)械傳感器系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)子初始位置辨識(shí)策略，分析了預(yù)定位、高頻注入、開(kāi)環(huán)啟動(dòng)等解決方案。

　　第五章：介紹了基于DSP的無(wú)機(jī)械傳感器矢量控制系統(tǒng)的平臺(tái)搭建，包括硬件設(shè)計(jì)、下位機(jī)程序設(shè)計(jì)以及基于C#語(yǔ)言的上位機(jī)程序設(shè)計(jì)，并對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了主要測(cè)試。

　　第六章：對(duì)課題工作作出總結(jié)，指出了設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)與不足，提出了改進(jìn)方案，指明了后續(xù)研究的重點(diǎn)內(nèi)容與方向。