基于新滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制
2021-12-03仝兆景韩耀飞何国锋秦紫霓
电子科技 2021年12期
仝兆景,郑 权,韩耀飞,何国锋,秦紫霓
(1.河南理工大学 电气工程与自动化学院,河南 焦作 454000;2.河南城建学院 电气与控制工程学院,河南 平顶山 467036)
永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)因具有功率因数高、结构简单和过载能力强等优点而被广泛应用在电气传动领域[1-2]。PMSM依靠转子位置信号实现定子旋转磁场和转子的同步。传统永磁同步电机驱动控制系统通常使用旋转变压器或光电编码器来检测转子位置,但是位置传感器可靠性不佳,且会增加电机成本[3-4]。因此,无位置传感器控制技术研究已经成为当前PMSM领域的一个重要方向。
目前,无位置传感器技术主要分为两类:一类是适用于低速阶段的高频信号注入方法,主要包括旋转高频电压信号法和脉冲高频电压信号法[5-6];另一类是适用于中高速阶段的基波模型法[7-9],主要包括磁链估计法[10]和各种基于传感器的算法。模型参考自适应控制法和扩展卡尔曼滤波器法[11-12]通常需要精确的数学模型,而滑模观测器不易受电机本身参数变化影响,具有较强的鲁棒性[13],得到了广泛应用。文献[14]提出将滑模结构控制器与观测器相结合,用以观测电机转子的位置和速度,使观测器对电机参数变化和外界扰动有较高的鲁棒性。文献[15~16]将传统滑模观测器的开关函数变成饱和函数,通过在饱和函数边界层内的线性化控制减少抖振。文献[16]根据实际电流和观测电流的误差以及误差变化趋势,采用模糊控制的方法对滑模增益进行调节,提高了系统准确性。……
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