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永磁同步电机相比于其他电机具有明显优势,如功率密度增强、效率提高、扭矩增加等,因此成为电气传动系统驱动电机的发展趋势。但是输出电磁转矩脉动大限制了PMSM在高控制精度场合的应用。迭代学习控制的任务是在有限时间内实现完全跟踪,同时不需要控制对象精确的数学模型,该方法适合于具有重复运动性质的被控系统,能够很好的抑制永磁同步电机周期性转矩脉动。在获取永磁同步电机精确的转子位置和速度信息时,目前较为广泛的方法是安装高精度位置传感器,但是该方法受制造成本和使用场合的限制。因此,迫切需要一种高可靠性、高跟踪精度、易维护的无位置传感器控制方法,现有的应用比较广泛的无位置传感器控制方法如直接计算法:计算简单、响应快,但因为该方法应用开环控制方法,抗干扰能力差,可靠性不高;滑模观测器法:鲁棒性好、抗扰能力强,但该方法的抖振问题影响观测器精度。本文在综述PMSM转矩脉动抑制方法和无位置传感器控制策略的基础上,对电机控制系统的分析和设计进行了较为深入的研究。为了对PMSM的性质有进一步掌握,分析并提出新的控制思路,本文研究工作和创新点如下:1)首先对PMSM物理结构进行分析,在坐标变换的基础上求解不同坐标系下的PMSM数学模型。然后通过对非线性系统能观性的分析,确定PMSM系统的能观测性。2)针对PMSM电磁转矩脉动具有周期性变化的特点,本文提出二阶PD型迭代学习控制策略。考虑非线性、扰动情况下,设计迭代学习控制器,在Lebesgue-p范数意义下应用Lyaponov稳定性理论获得闭环控制系统稳定的充分条件。然后,将二阶迭代学习控制方法与传统迭代学习控制方法的收敛速度进行对比,并与传统PI控制器进行对比分析。3)针对PMSM位置、转速跟踪,提出基于二阶滑模观测器的无传感器控制策略。首先,设计比例积分滑模面,采用等效控制和切换控制相结合的方法,在保证收敛速度的同时减小误差。该方法能够快速、准确的估算出转子转速和位置信息。4)针对PMSM系统,首先采用迭代学习控制方法设计能准确跟踪永磁同步电机转矩、电流、转速的迭代学习控制器。然后在基于Lyapunov稳定性理论的基础上设计二阶滑模观测器对电机转子位置、转速进行观测,将状态观测反馈至迭代学习控制器,实现对PMSM系统的精确跟踪。最后,利用matlab仿真及实验对本文所提方法进行验证。