● 摘要
无刷直流电动机已经发展成为一种新型机电一体化电机，其伺服控制系统包括了最新的电力电子技术，自动控制技术，电源技术，材料技术等。只有将相关的技术全面的整合，才能成功的完成伺服控制系统的设计。一般来说，无刷直流电动机伺服控制系统由直流电源，功率变换器，永磁无刷电机，传感器和控制器等部件组成。 在无刷直流电动机的控制中，转子位置的检测是至关重要的。而在传统的无刷直流电动机中常用的位置传感器有体积大，抗干扰能力差，价格昂贵，结构可靠性差，因恶劣的应用环境而存在转子位置检测误差等缺点。因此，在工业应用中，使用位置传感器的弊病日益明显。无位置传感器无刷直流电机的应用发展得越来越快。 在稳态运行中，无传感器无刷直流电机由于不能直接取得转子位置信号，也会在控制过程中带来一些误差，为了解决准确观测位置转速等信号的问题，本文基于电机的数学模型，建立了扩展卡尔曼滤波(EKF)转子位置和转速估计数学模型，周期性地检测相电压、三相电流等变量，对位置进行估计，并通过仿真进行了验证。 在起动过程中，电流电压信号很小，无法被检测，因此起动过程通常在开环状态下进行。传统的三步起动法的斜坡过程效率低，易失步。为了对齐进行优化，本文在matlab中基于离散时间变量建立了无传感器无刷直流电机伺服系统的仿真模型。利用该仿真模型对传统的起动策略进行了仿真，分析其缺陷，并对传统的起动策略进行了优化，提出了一种新型的起动策略。