韩嘉庆,武志涛,徐东波

(辽宁科技大学电子与信息工程学院,鞍山 114051)

0 引言

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)凭借其效率高、功率密度高、动态响应快、过载能力强并且定子与转子之间无滑差、易控制等优点在航空航天、轨道交通、新能源汽车等工业领域应用越来越广泛[1]。现有的PMSM无传感器控制方法可分为基于电机凸极饱和效应的转子位置观测方法和基于基波激励下电机数学模型的转子位置观测方法。

目前,在中高速区域通常采用基于基波激励下电机数学模型的转子位置观测方法,其主要包括磁链观测法[2]、扩展卡尔曼滤波器[3]、模型参考自适应[4]以及滑模观测器(sliding mode observer,SMO)[5-8]等。SMO凭借其结构简单、对干扰的鲁棒性强以及对电机参数变化灵敏度低的优点被广泛应用于PMSM无传感器控制中。传统SMO法由于滑模控制律中的开关函数具有不连续性,会造成系统存在抖振现象最终影响到电机转子位置的观测精度。为了抑制SMO的抖振现象,鲁文其、KIM等[5-7]分别使用饱和函数、sigmoid函数和双曲正切函数代替开关函数。在一定程度上,通过使用这些新的滑模切换函数可以减少抖振现象。YANG等[8]通过将一阶范数和开关函数集成到传统趋近律中,提出了一种自适应指数趋近律。虽然该趋近律可以减小反电动势中的高频抖动,但是这种指数趋近律需要复杂的参数计算。此外,由于逆变器死区时间和磁通空间谐波的影响,使得反电动势中存在大量的高次谐波信号。高次谐波信号的存在会影响电机转子位置观测的准确性,导致PMSM无传感器控制性能降低。……