李 刚， 张昕昊， 庞笑雨， 高 喆

（吉林大学仪器科学与电气工程学院，长春130026）

0 引 言

交流调速系统广泛应用于各种工业领域，双级矩阵变换器（Two-stage Matrix Converter，TSMC）以其高功率因数、低谐波污染等优点，在永磁同步电动机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）交流调速系统中具有良好的应用前景。TSMC-PMSM系统中，检测电动机转子转速所需的速度传感器给系统带来了体积大、系统复杂等问题［1］，有学者提出了状态观测器、转子电阻辨识等方法实现PMSM的无速度传感器矢量控制［2］。

模型参考自适应系统能根据受控对象特性的变化和环境改变不断调整，具有实现容易、动静态性能优良等优点，在控制领域受到广泛应用［3-6］。本文通过建立TSMC和PMSM的数学模型，以Popov稳定性理论为基础设计了模型参考自适应法（Model Reference Adaptive System，MRAS），与TSMC-PMSM矢量控制相结合，实现了TSMC-PMSM无速度传感器矢量控制。在理论分析的基础上，搭建仿真模型验证，分析这一控制策略在电动机启动、负载变化等情况下的系统性能。结果表明：MRAS算法可快速、准确估算出电机转子的速度以及位置，系统动、静态性能好，能满足PMSM较高的调速性能要求。

1 TSMC-PMSM的矢量控制策略

双级矩阵变换器是在传统矩阵式变换器电路结构基础上，结合脉宽调制交-直-交变换器的特点发展而来的一种双级交流-交流电力变换装置，其电路结构如图1所示。双级矩阵变换器由整流级电路和逆变级电路构成，通过对整流级电路的控制，直流环节电压Upn保持为正向电压，在直流环节pn之间，一个二极管串联小容量电容构成吸收电路。……