张伯泽，　阮　毅

(上海大学，上海　200072)



基于MRAS内置式永磁同步电机无位置传感器控制研究

张伯泽，阮毅

(上海大学，上海200072)

摘要：对一种基于模型参考自适应系统(MRAS)的内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器矢量控制策略进行了研究。该控制策略仅需很少的参数就可以估算出电机转速。该控制策略中，IPMSM本身作为参考模型，将含有待估参数的IPMSM数学模型作为可调模型，这两个模型的输出之差驱动自适应律，从而获得估算转速。在MRAS中引入比例积分环节，提高了系统的动态性能。该控制策略实现了IPMSM在极低速0.5Hz下的运行。仿真结果表明： 提出的控制策略有良好的动态响应和稳态响应，估算转速有较高的精度，系统有较强的鲁棒性，IPMSM在极低速下运行良好。

关键词：内置式永磁同步电机(IPMSM)； 模型参考自适应； 无位置传感器控制

0引言

内置式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)因具有体积小、质量轻、响应快、损耗小、功率密度大和效率高等优点而获得了广泛应用。IPMSM可实现控制精度高、动态性能好、调速范围宽等优越的调速控制[1-2]。通常情况下，对IPMSM转速和转矩的精确控制，是用位置或速度传感器实现的。然而，位置或速度传感器的安装需要额外的空间，且有位置或有速度传感器系统的成本高、可靠性低、不易维护。

为了消除位置和速度传感器，提出了各种控制策略，比如Kalman滤波器法[3-4]、状态观测器法[5-6]、滑模控制法[7-8]、高频信号注入法[9-10]、人工智能法[11]等。

在众多无位置和无速度传感器控制策略中，模型参考自适应(Model Reference Adaptive System, MRAS)法[12-15]因为结构简单和稳定而被广泛采用。……