齐洪峰,王轶欧,闫一凡

(中车工业研究院有限公司 技术研究部,北京100070)

由于体积小、效率高、功率密度高等优点,永磁同步电机(Permenant Magnet Synchronous Motor,PMSM)在高性能伺服领域获得了大范围应用[1-2].永磁同步电机控制系统的测速装置通常选用机械式编码器,一定程度上使得系统的体积和成本增加.与此同时机械编码器的精度受周围环境变化的影响大,例如温度,振动,电磁干扰等都会使其测量精度发生变化,造成系统可靠性降低.因此,设计使用无速度传感器十分关键.目前,对于永磁同步电机控制系统的转速和转子位置的估算已经有很多方法.文献[3]使用了转子反电势法估算转速,这种算法具有相对简单的结构及较小的计算量,但是该算法受到电机参数准确程度影响较大,抗扰动能力差.文献[4]在估算转速和转子位置时采用高频信号注入法,这种方法在低速域的转速估算效果良好,但对电机凸极效应的依赖性较高.文献[5-6]在估算转速时采用了卡尔曼滤波器法,该方法最大的缺点在于算法复杂,计算量大,实际应用起来十分困难.文献[7-10]在估算转速时采用模型参考自适应法(Model Reference Adaptive System,MRAS),这种方法能够保证参数估计的渐近收敛性,且控制算法相对简单,抗扰动能力强.

传统的永磁同步电机控制系统通常采用电流内环和转速外环的双闭环控制结构,传统电流内环采用PI控制,能够将复杂的控制系统等效为一阶惯性系统,结构简单、稳定可靠,但由于积分环节的存……