摘要：直线电机在轨道交通下的应用前景很大，而直线磁阻电机是直线电机的一种，它具有结构简单且坚固，调速性能好，能适应一些恶劣的环境。但是使它起动运行得话，需要位置传感器去检测位置信号，这在经济上增加了成本，所以无位置传感器控制技术得到了发展，已经日益成为研究LSRM驱动技术领域的一大热点。

本文首先讲了研究意义和背景，介绍了市面上不同类型的直线电机，分析了多种无位置传感器控制方法。通过LSRM的基本物理方程和工作原理，进行了开关磁阻直线电机有位置传感器控制系统的建模，最后得到仿真结果。然后重点通过研究了无位置传感器控制方法中的高频脉冲换相法，在有位置的模型上进行修改，建立无位置控制系统的位置估测模块、控制器模块。主要是研究电机的动子起动策略和起动后进行的换相策略，从理论上分析了可行性，给出了换相的具体算法，并搭建模型去验证理论的可行性，最后给出了在无位置传感器控制系统下的仿真结果并进行对比分析。

关键词：直线磁阻电机；无位置传感器控制；高频脉冲注入法

目录

摘要

ABSTRACT

1.引言-6

1.1研究背景和意义-6

1.2直线电机分类-6

1.3无位置传感器控制技术发展-7

1.4本文研究内容-9

2.LSRM结构和基本运行原理-11

2.1机械结构-11

2.2基本工作原理-12

2.3基本物理方程-12

2.4LSRM的传统控制策略-13

2.4.1电压PWM斩波控制-13

2.4.2电流斩波控制-14

2.4.3位置控制-14

3.LSRM电动系统的建模和仿真-15

3.1系统仿真方法-15

3.2LSRM电动系统建模-15

3.2.1相绕组模块-17

3.2.2速度计算模块-20

3.2.3功率变换器模块-20

3.2.4动子位置计算模块-23

3.2.5控制器模块-23

3.3仿真结果分析-24

3.3.1无负载下仿真分析-24

3.3.2不同负载下仿真分析-26

3.3.3不同输入电压下的仿真分析-31

4.LSRM无位置传感器控制系统设计-34

4.1高频脉冲注入法的原理-34

4.2动子起动检测策略-35

4.3起动后换相策略-36

4.4无位置传感器系统建模-37

4.4.1电机本体模块-38

4.4.2位置估测模块-39

4.4.3控制器模块-41

4.5仿真结果分析-42

4.5.1无负载下仿真分析-42

4.5.2不同负载下仿真分析-43

4.5.3不同输入电压下的仿真分析-47

4.6有位置和无位置传感器控制对比分析-50

5.总结与展望-52

5.1全文总结-52

5.2工作反思-52

致谢-53

参考文献-54