无传感器控制仿真全流程解析 · 课程目录

课程导论入门

什么是无传感器控制？为什么需要？课程目标与学习路径。

PMSM数学模型基础

电压方程、磁链方程、转矩方程、运动方程。

坐标变换理论核心

Clark变换、Park变换及其逆变换，数学推导与物理意义。

PMSM矢量控制基础策略

id=0控制、MTPA、弱磁控制策略。

滑模观测器(SMO)原理观测器

滑模面设计、等效控制、抖振问题及解决方案。

基于SMO的反电动势观测实现

PMSM反电动势模型，SMO在αβ坐标系下的实现。

锁相环(PLL)与转子位置估计位置

PLL原理、基于反电动势的PLL设计、位置误差补偿。

模型参考自适应系统(MRAS) 自适应

参考模型与可调模型设计、自适应律推导、稳定性分析。

扩展卡尔曼滤波器(EKF) 滤波

EKF算法原理、PMSM状态方程离散化、噪声协方差整定。

高频信号注入法(HFI) 零低速

旋转高频注入、脉振高频注入、凸极效应利用。

IF控制与开环起动起动

I/F控制原理、开环到闭环切换、平滑过渡方法。

全阶状态观测器观测器

Luenberger观测器设计、增益矩阵计算、收敛性分析。

仿真环境搭建工具

MATLAB/Simulink基础、Simscape Electrical、仿真步长设置。

PMSM模型搭建建模

Simulink中搭建PMSM数学模型、参数配置、模型验证。

逆变器与PWM调制电力电子

两电平逆变器模型、SVPWM原理、死区效应仿真。

电流环PI控制器设计控制

电流环传递函数、PI参数整定、抗饱和策略。

速度环PI控制器设计控制

速度环带宽设计、PI参数计算、前馈补偿。

SMO仿真实现仿真

Simulink搭建SMO模块、反电动势观测结果分析。

PLL仿真实现仿真

PLL模块搭建、位置估计精度分析、动态响应测试。

MRAS仿真实现仿真

MRAS模块搭建、自适应律实现、转速估计验证。

EKF仿真实现仿真

EKF模块搭建、协方差矩阵调参、估计性能对比。

HFI仿真实现仿真

高频信号注入模块、位置解调、零低速性能分析。

全速度范围切换策略策略

零低速HFI、中高速SMO/EKF、切换逻辑设计。

仿真结果分析分析

稳态误差、动态响应、鲁棒性测试、FFT分析。

参数敏感性分析鲁棒性

电阻、电感、磁链变化影响分析。

离散化与数字实现实现

连续域到离散域转换、采样频率选择、计算延迟补偿。

代码生成与HIL测试工程

Embedded Coder代码生成、硬件在环测试流程。

常见问题与调试技巧调试

仿真发散、估计误差大、切换冲击、噪声抑制。

工程案例实战

压缩机、电动工具、电动汽车无传感器控制。

课程总结与进阶路径展望

关键技术回顾、前沿方向、推荐学习资源。