控制电路构成和功率驱动构成，对程序在DSP上的移植和执行流程进行了说明。整个实验在稳态下得到了比较理想的运行结果。基于该平台得到的实验结果表明：高频注入法能够在低速段有效检测永磁环球电机转子的速度和位置，从而实现有效的无速度传感器闭环控制。转速越低时速度波动较大，但是各频率段方差均小于0.013,总体能够满足一般转速精度标准要求。

 

表1：转速测量表

运行频率(Hz)	理论转速（r/min)	转速测量平均值(r/min)	方差CIO
5Hz	150	150.09	412
2Hz	60	60.12	756
1Hz	30	30.23	835
0•5Hz	15	14.40	1233

随着电力电子技术和微型计算机的发展，20世纪70年代，永磁同步电机开始应用于交流变频调速系统。逆变器供电的永磁同步电动机对永磁同步电机调速系统性能要求的不断提高，需要设计出高效率、高力矩惯量比、高能量密度的永磁同步电机，G.R.Slemon等人针对调速系统快速动态性能和高效率的要求，提出了现代永磁同步电机的设计方法。目前永磁同步电机正向大功率、高性能化、微型化和智能化方向发展。

 

本文针对高频电压注入法进行了研究，仿真和试验，在永磁环球电机低速稳态运行时取得了比较理想的效果，证明了这种方法在低速时对永磁同步电机转子位置及速度观测的理论可行性，但是该方法动态性能有待提高，动态加载卸载过程中，位置观测会出现较大偏差，对高频脉振电压信号的注入造成严重影响，引起所加电压信号在q轴上也有分量，同时对电流信号的准确解耦带来不利。

 

1、重点介绍了永磁同步电机控制系统的基本结构，永磁同步电机数学模型，以及几种目前正在使用和研究的无速度传感器控制算法。其中常用的速度位置估算方法包括反电势计算法、基于观测器的估算方法、模型参考自适应法、神经网络估算法、高频注入法。此外还提及了转子初始位置检测问题。本文暂不深入探讨转子初始位置检测算法，只采用预定位法在运行前使转子定位到确定位置。

 

2、着重对高频电压注入法进行研究，从分析高频电压注入法基本原理到算法相关公式推导，还详细阐述了控制系统中对d轴和q轴电流响应的处理方法，完成了相关数字滤波器的设计和以期达到的性能指标给出了系统中使用到的数字滤波器的幅频响应图。依据以上基础，编写完成了控制程序代码，搭建了基于MATLAB/Simulink的仿真系统模型，并将控制程序代码通过S函数接口嵌入到所搭建的仿真系统模型中进行仿真实验。对仿真结果，东莞电机厂分析了解耦得到d-q轴电流和转矩响应曲线，验证了依靠注入高频电压的无速度传感器控制方法在理论上正确可行。

 

3、基于实际电机系统的实验部分，用框图的形式简单介绍实验所使用的驱动系统的方案，简单介绍了控制电路构成和功率驱动电路构成。将程序移植到了DSP中进行实验，并对算法移植进行了一定程度的描述。之后又通过波形记录设备记录了电机低速运行的电流波形。基于该平台得到的实验结果表明高频注入法能够在低速段有效检测永磁同步电机的转子速度和位置。从而实现有效的无速度传感器闭环控制。

 

由于研究时间有限，对转子静止时的初始位置观测尚未完成，实际控制系统目前采用通直流预定位方法来解决初始位置未知的问题。之后的工作中还将针对脉振高频注入在转子初始位置观测时无法有效得到磁极极性的问题，东莞电机厂采用脉振高频注入法得到转子初次判断位置，再根据转子磁极饱和凸极性原理，沿着转子初始位置初次估计值注入方向相反的两个脉冲电压，通过检验电流响应差异，来识别转子磁极极性。同时对全速度范围内的矢量控制，将采用低速时高频脉振电压注入法，高速时采用全阶观测法来实现，同时对两者之间如何实现平稳有效的切换也要进行深入研究。