无位置传感器控制关键技术：基于反电动势的实时调度算法

该资源是一篇关于无刷直流电机无位置传感器控制技术研究的博士学位论文。作者李自成在华中科技大学攻读控制理论与控制工程专业，导师为秦忆。论文主要探讨了无位置传感器在无刷直流电机控制中的关键技术和挑战，包括转子位置辨识方法、PWM控制策略、起动控制、位置辨识误差补偿以及转矩脉动抑制策略。 正文: 在无刷直流电机(BLDCM)的应用中，由于其高效、简洁的结构，它们被广泛使用。传统的BLDCM控制通常依赖于位置传感器来获取转子位置信息，但这会增加成本、体积并降低系统可靠性。因此，无位置传感器的控制技术成为了一个重要的研究领域。本文重点研究了如何在没有位置传感器的情况下实现BLDCM的有效控制。 反电动势(Back Electromotive Force, BEMF)法是转子位置检测的主要手段，因其简单可靠而被广泛采用。论文中，作者提出了一种改进的BEMF转子位置辨识理论，不再需要硬件检测BEMF，而是通过软件实时处理任意两相线电压数据来确定未导通相的BEMF过零点。这种方法减少了硬件复杂度，增强了系统的简易性和可靠性。 此外，论文还深入研究了线反电动势过零点作为电子换相点的理论，通过波形定性分析和傅立叶级数定量推导，证明了这种方法的普遍适用性，即使在反电动势波形为梯形波或正弦波时，只要三相是对称的。同时，为了减少对电机参数的依赖，提出了一种简化实用的线反电动势法，仅依赖于电机定子电阻，对参数变化不敏感，提高了控制的稳定性和鲁棒性。 PWM控制策略在无刷直流电机中起着关键作用。论文中，作者对比分析了八种两两导通控制的PWM调制方式，通过理论推导明确了每种方式在非换相期间非导通相电流的续流情况，从而为相应的转子位置辨识方法提供了匹配的PWM策略。 无位置传感器控制技术的一个关键挑战是电机的启动控制。论文中讨论了这一问题，因为启动过程中无法直接获取转子位置，需要特殊的方法来初始化系统。作者可能研究了不同的启动策略，以确保在没有初始位置信息的情况下也能安全有效地启动电机。 总结来说，这篇博士学位论文详细探讨了无位置传感器控制在无刷直流电机中的实施，包括转子位置的精确估计、PWM控制的优化以及起动控制的创新方法，这些都是提高系统性能和可靠性的核心要素。这些研究成果对于推动无位置传感器控制技术的发展具有重要的理论贡献和实际应用价值。