巫庆辉 黄成鑫 侯元祥

基于高频方波电压注入法和改进龙伯格观测器的永磁同步电机转速估计的研究*

巫庆辉1黄成鑫1侯元祥2

(1. 辽宁工程技术大学电气与控制工程学院 葫芦岛 125105；2. 渤海大学工学院 锦州 121013)

针对传统矢量控制方法难以获得精确的转子位置和转速的问题，提出一种基于高频方波注入法和改进龙伯格观测器的永磁同步电机的转速研究方法。因高阶系统稳定性较差，微机控制难度较高，并且由于高阶的传递函数中参数对电机参数和控制器参数的依赖性较大，因此很难对于永磁同步电机具有通用的控制性能。为解决上述问题，将龙伯格观测器中的电磁转矩前馈项替换为一个由速度指令组成的二阶系统，并用最小二乘法得到该二阶系统。仿真结果表明，改进方案在负载扰动下具有更好的跟踪精度和鲁棒性。

永磁同步电机；无传感器控制；方波电压注入法；龙伯格观测器；最小二乘法

1 引言

永磁同步电动机(Permanent magnet synchronous motor，PMSM)由于其高效率、高功率密度和无直流磁场等优点，近年来被广泛应用于交流传动领域[1]。特别是随着高精度伺服控制和电动汽车领域的高速发展，对永磁同步电机的磁场定向控制提出了更高的要求。矢量控制的核心是如何获得精确的转子位置和转速。目前已有许多无传感器技术用于估计转子的位置和速度。

多年前，基于高频正弦信号注入的无位置传感器控制方法开辟了永磁同步电机无位置传感器控制的新领域[2-4]。……