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摘 要

讲述了同步磁阻电机发展史及国内外研究现状，分析比较了电流模型和电压模型磁链观测器。

然后讲述了同步磁阻电机的具体构造及其转矩原理，再通过CLARKE（3/2变换）变换实现将电机的数学模型从三相 a - b - c 静止坐标系到两相α - β静止坐标系的变换。利用 PARK 变换（2s/2r）实现电机的数学模型从两相静止到两相旋转坐标系的变换。

根据电机状态观测器原理和电机模型基于d-q 坐标系建立同步磁阻电机全阶磁链观测器和降阶观测器，以实现对定子磁链的精确观测。具体过程为先验证状态观测器存在的条件，再进行状态观测器的设计，最后进行状态观测器的极点配置选择出合适的反馈增益矩阵。

进行对于全阶和降阶同步磁阻电机状态观测器的仿真，对同步磁阻电机全阶磁链观测器和降阶观测器的仿真结果进行对比分析。

关键词：同步磁阻电机 降阶状态观测器 全阶状态观测器 反馈矩阵

Study on Optimum Design of Flux Chain Observerfor

Synchronous ReluctanceMotor

Abstract：

The history of synchronous reluctance motor and the research status at home and abroad are analyzed, and the current model and voltage model flux observer are analyzed and compared.

Then, the concrete structure of the synchronous reluctance motor and its torque principle are described. Then, the transformation of the mathematical model of the motor from the three-phase abc stationary coordinate system to the two-phase α-β stationary coordinate system is realized by CLARKE (3/2 transform) And then transforms the two-phase stationary coordinate system into two-phase rotating coordinate system by using PARK transform (2s / 2r) transformation.
In the d-q coordinate system, the synchronous reluctance motor flux linkage and the order observer are established to realize the accurate observation of the stator flux linkage. The specific process is as follows to verify the condition of the existing observer and then proceed to the design of the state observer. Finally, the poles of the state observer are selected to select the appropriate feedback gain matrix.

Finally, the simulation of the whole order and reduced order flux linkage observer is carried out and the two are compared and analyzed.

Keywords: synchronous reluctance motor; degenerate stateobserver;full-order state observer;feedback matrix

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 课题背景与意义 1

1.1.1课题研究意义 1

1.1.2 课题研究背景（同步磁阻电机发展史） 2

1.2 国内外的研究状况介绍以及应用 4

1.2.1国内外研究状况 5

1.2.2磁链观测方法 5

1.2.3各方法的原理 6

1.2.4优缺点分析及适用范围 6

1.3 课题应用前景 6

第二章 同步磁阻电机 7

2.1同步磁阻电机工作原理 7

2.1.1 同步磁阻电机构造 7

2.1.2 同步磁阻电机转矩原理 8

2.1.3 同步磁阻电机旋转磁场 9

2.2 同步磁阻电机的数学模型 10

第三章 同步磁阻电机磁链观测器设计 18

3.1电机数学模型的矢量形式 18

3.2同步磁阻电机全阶状态观测器 18

3.2.1 同步磁阻电机的状态空间方程和状态重构 18

3.2.2全阶同步磁阻电机状态观测器的设计 20

3.2.3 全阶状态观测器极点配置 21

3.3同步磁阻电动机的降阶状态观测器 23

3.3.1 降阶状态观测器存在条件和原理 23

3.3.2 降阶状态观测器设计 24

第四章磁链观测器仿真及其结果分析 28

4.1同步磁阻电机参数 28

4.2同步磁阻电机全阶状态观测器仿真 28

4.2.1同步磁阻电机磁链观测器模型 28

4.2.2仿真结果 30

4.3同步磁阻电机降阶状态观测器仿真 32

4.3.1同步磁阻电机磁链观测器模型 32

4.3.2仿真结果 34

4.4两种观测器对比 36

第五章 总结与展望 38

参考文献 39

致谢 41

第一章 绪论

1.1 课题背景与意义

1.1.1课题研究意义

电动机是一种实现电能与机械能相互转化的装置。它在我们的生活和生产中得到了广泛的应用。但大规模使用电动机也加速了能源消耗。所以对电动机进行调速以减少能耗便显得十分必要。

电机可分为交流电机和直流电机。其中交流电机又继续向下划分为异步电机与同步电机。直流电动机利用整流子和电刷实现转子电流的改变，但整流子和电刷也存在磨损、噪音等问题，这些导致了其在在工业中得不到广泛应用只被应用

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