復(fù)雜的機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，無機械傳感器調(diào)速系統(tǒng)優(yōu)勢越來越明顯。本文分析了永磁同步電機的結(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勢直接計算法、模型參考自適應(yīng)法、滑模觀測器法等三種轉(zhuǎn)速位置辨識方法，仿真結(jié)果表明采用無機械傳感器的矢量控制系統(tǒng)有較優(yōu)的調(diào)速性能。并提出了滑模觀測器法結(jié)合模型參考自適應(yīng)法的新型轉(zhuǎn)速位置辨識技術(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轉(zhuǎn)子初始位置的估測方法以及無機械傳感器系統(tǒng)的啟動問題，選取了 I-F 開環(huán)啟動方案。最后搭建了基于 DSP28335 的實物平臺，開發(fā)基于 C#語言的上位機，對系統(tǒng)做了主要測試。

　　交流電機驅(qū)動系統(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的性能。永磁同步電機功率因數(shù)極高，當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)運行時，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；并且功率密度大，方便使用；還具有轉(zhuǎn)矩脈動小、運行穩(wěn)定的特點。負(fù)載轉(zhuǎn)矩突變時，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)電機功角，永磁同步電機可以馬上使轉(zhuǎn)速保持不變，并且永磁同步電機短時間最大輸出轉(zhuǎn)矩可以達到其額定值的兩倍以上。在閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)里，要通過軸上安裝的機械類裝置，來獲取電機的轉(zhuǎn)子位置及轉(zhuǎn)速。機械傳感器［1、2］提供所需的信號的同時，也帶來了一些問題：（1）增大了空間尺寸、體積，（2）增大了故障率；（3）使用范圍減??；（4）成本昂貴。

　　可見，無機械傳感器技術(shù)具有很大的市場價值，但該技術(shù)在工程實際應(yīng)用中仍不成熟，還需要解決很多問題。本文正是在此背景下開展的相關(guān)研究，側(cè)重于永磁同步電機上的應(yīng)用，討論了不同的轉(zhuǎn)速位置辨識方案，并基于獨立辨識的思路，提出了 SMO 與 MRAS 結(jié)合的辨識技術(shù)。

　　本文研究的對象是表貼式永磁同步電機（SPMSM），在其磁場定向控制的基礎(chǔ)上，廣泛分析相關(guān)轉(zhuǎn)速位置辨識方法，通過對比分析，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。并討論了如何實現(xiàn)無機械傳感器控制系統(tǒng)下的起動，對比了幾種轉(zhuǎn)子初始位置檢測手段。本文大致從以下幾個章節(jié)展開分析。

　　第一章：介紹了交流調(diào)速的背景及意義，明確了同步電機的優(yōu)勢、無機械傳感器調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)勢，分析無機械傳感器控制方法能夠帶來的益處。最后指出了國內(nèi)外科研工作者在這個方面的成果、進展。

　　第二章：簡略介紹了PMSM的結(jié)構(gòu)特點，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，得出了各個坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)換關(guān)系式，并就如何實現(xiàn)矢量控制展開分析。對比了常見的四種控制策略的優(yōu)缺點，最終選用令 0 d i ? 的控制策略。

　　第三章：簡略分析了SVPWM調(diào)制技術(shù)原理，在Simulink環(huán)境下開展仿真研究，分步對 SVPWM調(diào)制技術(shù)進行驗證，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)磁場定向控制。

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

　　第五章：介紹了基于DSP的無機械傳感器矢量控制系統(tǒng)的平臺搭建，包括硬件設(shè)計、下位機程序設(shè)計以及基于C#語言的上位機程序設(shè)計，并對系統(tǒng)的設(shè)計進行了主要測試。

　　第六章：對課題工作作出總結(jié)，指出了設(shè)計中的優(yōu)勢與不足，提出了改進方案，指明了后續(xù)研究的重點內(nèi)容與方向。