关于双重感应电机无位置传感器控制的新的高频注入法2011

基于IPMSM的全速范围无位置传感器复合控制敬秋霞; 罗玉涛【期刊名称】《《重庆理工大学学报（自然科学版）》》【年(卷),期】2019(033)011【总页数】9页(P66-74)【关键词】内置式永磁同步电机; 全速范围; 无位置传感器; 复合控制; 参数整定【作者】敬秋霞; 罗玉涛【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641【正文语种】中文【中图分类】TM301.2永磁同步电机凭借高效率、高功率密度和结构简单的优点在近年来受到高度关注，并在空调、电动汽车、机器人等工业领域得到广泛应用[1]。

然而，当前永磁同步电机控制多采用传感器，如光电编码器、旋转变压器，存在安装、电缆连接故障等问题。

如车用轮毂电机布置空间狭窄、运行工况恶劣(高温、潮湿、抖动等)都会影响其性能，从而限定了其使用范围，影响了系统稳定性。

解决这一问题的最好方法是无位置传感器控制技术，可免去机械传感器的安装与维护，提高永磁同步电机调速系统的可靠性，同时大大降低其成本[2]。

目前的无位置传感器控制技术一般分为以下几类：1) 基于电机电磁关系模型的方法，也称为模型法，通过基于反电势的估算得到电机转子位置观测值，如滑膜观测器法(SMO)、卡尔曼滤波法(EKF)、模型参考自适应法(MRAS)以及磁链观测器等。

其中，EKF法依赖噪声阵的选取，现在多采用假定试凑法，其状态空间运算复杂，实时性差[3-5]；SMO法对电机参数依赖性低，但有限的采样频率会产生抖振现象[6]；MRAS中自适应算法的参数选择尤为重要，快速响应和高鲁棒性要求相互矛盾[7-8]；磁链观测器存在积分器的零漂问题，需要额外的误差补偿策略[9]。

2) 基于信号注入的方法，也称凸极跟踪法[10-11]，包括旋转高频(基于SPMSM)和脉振高频(基于IPMSM)信号注入法，通过向电机旋转轴或d-q轴注入高频信号，再通过数字信号处理将携带转子位置信息的信号分离得出。

这种方法在零速和低速时精确性高，但需要额外高频信号的注入，会增加转矩波动和功率损耗，通过滤波器分离高频信号会造成相位差[12-13]。

１基 于基波励磁和反 电动势的估测方法
这 些 方法 主 要 是基 于 电 动机 的电流 电压模 型 ， 通过基 本 的电磁关 系或 反 电动势来 估测 转子 位置及
转速 ， 动态性能较好 ， 最低转 速可达到每分钟几 十 转， 低于此转速范围时由于电信号受噪声干扰 ， 定子 电阻 随温升 变化 ， 电流 反馈 环 节 的直 流 补偿 及 漂 移 等原因， 估测精度会大大下降。 １１ ． 基于永磁同步电动机电磁关系的估算方法 永磁 同步电动机的电流、 电压信号 中包含有 电 动机的转速及转子位置信息 ， 我们可以通过检测电
模型参考 自 适应方法 中使用弱磁控制技术和解耦控 制技术改善 了控制系统低速段和高速段 的估计 精 争 并 舸¨ 厂 Ｌ — 划
度， 扩大 了 电动机 的调速 范 围。 １３扩展 卡尔 曼滤波 器 ．
型 扩展卡尔曼滤波器（ Ｋ ） Ｅ Ｆ 是线性系统状态估计 圈
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基于永磁同步电动机电磁关系的估算方法仅依 赖于电动机的基波方程 ， 计算简单 ， 易于工程实现， 但 这些 方法 大多工 作 在 开 环模 式 下 ， 电机 受 到 噪 在 声干扰 ， 由于温升 、 磁饱和效应等导致的电动机参数
为参考模 型 ， 以电流模 型为 可调模 型 ， 据 Ｐｐｖ 根 ｏｏ 超
际值非常接近 ， 由估算值构成的闭环系统在宽调速
范 围 内具 有 良好 的特性 。但扩展 卡尔 曼滤 波器 的算
法复杂 ， 需要高阶矩阵求逆运算 ， 计算量相当大。而
且这 种方 法是建 立在 对系 统误差 和测 量噪 声 的统 计
Ｃ Ｎ ｕ ｎ － ｕ ， ＥＮＧ Ｍ ｉ ＷＥ ｉ ｎ － ｏ ｇ ＨＥ Ｇ ａ ｇ ｈ ｉ Ｚ ｎ， ＩＬ ａ ｇ ｈ ｎ

基于二阶滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制张晓光;孙力;陈小龙;安群涛【摘要】A kind of second-order sliding mode observer 1s proposed to estimate the rotor position and speed of PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor),which combines the linear sliding mode with the hybrid non-singular terminal sliding mode to avoid the phase lag caused by the low-pass filter in conventional sliding mode observer and to improve the precision of rotor position and speed estimation.The sliding mode control law is designed to restrain the inherent chattering and to guarantee the stability of observer.The tracking algorithm with phase-lock function is employed to demodulate rotor position and speed from the observed back electromotive force.Simulative and experimental results demonstrate the validity of the proposed observer.%为了准确估计永磁同步电机的转子位置与速度,提出一种二阶滑模观测器.该观测器在传统线性滑模面基础上引入了混合非奇异终端滑模面,避免了常规滑模观测器由于低通滤波所产生的相位滞后问题,同时可以提高转子位置与速度的估算精度.为了保证观测器的稳定并抑制滑模固有的抖振现象,设计了滑模控制律.最后,采用具有锁相功能的转子位置与速度跟踪算法从观测的反电动势中解调出转子位置和速度信息.仿真和实验证明了所提观测器的正确性.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2013(033)008【总页数】6页(P36-41)【关键词】二阶滑模观测器;滑模控制;锁相环;永磁同步电机;控制【作者】张晓光;孙力;陈小龙;安群涛【作者单位】哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TM3410 引言永磁同步电机PMSM（Permanent Magnet Synchronous Motor）的转子位置与速度是进行矢量解耦控制的必要条件，通常采用位置传感器进行检测，其中光电编码器、磁编码器以及旋转变压器等最常见。

乡驱动控制rie and c ontrl--飆蒔电力□2021年第49卷第1期基于PMSM的二阶滑模无位置传感器控制蔡军，李鹏泽，黄袁园(重庆邮电大学自动化学院，重庆400065)摘要:根据Super-twisting算法设计了二阶STASMO无位置传感器控制方案，该方案不仅充分地抑制了抖振现象，而且取消了低通滤波器的使用。

当电机运行时，定子电阻会随着温度的升高而变化，研究了旋转坐标系下的定子电阻观测器方案来实时观测定子电阻，避免了定子电阻变化对电机位置或速度估计精度的影响。

仿真分析表明该方案对电机位置或速度有较高的估计精度。

关键词:永磁同步电机;超螺旋算法滑模观测器;无位置传感器控制;定子电阻观测器中图分类号：TM351,TM464文献标志码:A文章编号:1004-7018(2021)01-0032-05PMSM Based Second-Order Sliding Mode Position Sensorless ControlCAI Jun,LI Peng-ze,HUANG Yuan-yuan(College of Automation,Chongqing University of Posts and Telecommunications,Chongqing400065,China) Abstract:The designs a second-order STASMO position sensorless control scheme based on the Super-twisting algo­rithm,which not only sufficiently suppresses chattering,but also eliminates the use of low-pass filters.When the motor is running,the stator resistance will change as the temperature rises.The proposes a stator resistance observer scheme in the rotating coordinate system to observe the stator resistance in real time,the influence of the change of the stator resistance on the accuracy of the position or speed estimation of the motor is avoided.The simulation analysis of the scheme proposed,it is proved that the scheme proposed has higher estimation accuracy for the motor position or speed.Key words:permanent magnet synchronous motor(PMSM),super-twisting algorithm based sliding-mode observer ( STASMO),position sensorless control,stator resistance observer羅M ■•咖轉中PMSMEI |盒班擲朮归鋼迪巒噩理軽铝0引言永磁同步电机（以下简称PMSM）因为具有功率密度高、转动惯量小和动态性能好等优势而被广泛应用于众多传动系统中。