Details

В данной диссертации исследуется гибридная стратегия бездатчикового управления системами привода с синхронными двигателями с постоянными магнитами (PMSM), работающими в суровых условиях бурения горных пород. Стабильная работа в тяжелых промышленных условиях требует надежного управления двигателем. Целью данного исследования является улучшение работы PMSM в режиме бездатчикового управления во всем диапазоне скоростей и повышение надежности оценки параметров за счет интеграции методов высокочастотной инжекции (HFI) и наблюдателя скользящего режима (SMO). Была разработана гибридная система управления HFI–SMO, в которой SMO с адаптивным коэффициентом усиления использовался на средних и высоких скоростях, а оценка HFI — при запуске и работе на низких скоростях. Плавный переход между двумя методами оценки обеспечивался процедурой смешивания на основе полиномов. Для реализации модели векторного управления (FOC) и приводной системы PMSM использовался MATLAB/Simulink. Результаты моделирования показали надежную работу без датчиков и стабильные динамические характеристики при изменяющихся нагрузках и скоростях. Предлагаемая система обеспечила погрешность оценки угла поворота ротора на уровне примерно 0,14 рад. Полученные результаты подтверждают эффективность предложенного гибридного подхода HFI–SMO для работы PMSM во всем диапазоне скоростей.

This thesis investigates a hybrid sensorless control strategy for Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) drive systems operating in harsh mining rock drilling environments. Stable functioning under harsh industrial circumstances requires dependable motor control. This research aims to improve full-speed-range sensorless PMSM operation and estimation reliability by integrating High Frequency Injection (HFI) and Sliding Mode Observer (SMO) techniques. A hybrid HFI–SMO control system was developed, where an adaptive-gain SMO was employed at medium and high speeds, while HFI estimate was utilised during startup and low-speed operation. The seamless transition between the two estimating techniques was guaranteed by a blending procedure based on polynomials. MATLAB/Simulink was used to implement the Field-Oriented Control (FOC) model and the PMSM drive system. The simulation results showed dependable sensorless operation and stable dynamic performance under varying load and speed circumstances. A rotor angle estimation inaccuracy of roughly 0.14 rad was attained by the suggested system. The results attained validate the efficacy of the suggested hybrid HFI–SMO approach for full-speed-range PMSM functioning.