基于PMSM的二階滑模無位置傳感器控制

蔡 軍， 李鵬澤， 黃袁園

(重慶郵電大學 自動化學院，重慶 400065)

0 引 言

永磁同步電機(以下簡稱PMSM)因為具有功率密度高、轉動慣量小和動態性能好等優勢而被廣泛應用于眾多傳動系統中。為了實現對PMSM的高性能控制，須獲取電機的位置或轉速來形成閉環反饋，常用的方法是利用旋轉變壓器或光電編碼器等機械式傳感器裝置來獲取電機的位置或轉速信息。然而，機械式傳感器的安裝不僅會增大系統體積，而且使系統可靠性降低[1-3]。基于PMSM的無位置傳感器控制研究成為了當今電機控制領域的熱門方向。

基于PMSM的無位置傳感器控制按不同速度階段可以被分為以下兩類：在零低速階段時，利用電機凸極特性的各種方案，如高頻旋轉電壓注入法、高頻脈振電壓注入法等。這些方案在零低速時能較好地估計電機的位置或速度，但這些方案將使用大量濾波器來對有效信號進行提取，往往會帶來系統帶寬降低及相位滯后問題，且高頻信號的注入還會帶來高頻損耗問題，從而影響了系統的穩定性[4-7]。在中高速階段時，利用電機反電動勢模型的各種方案，如模型參考自適應方案、擴展卡爾曼濾波器方案以及滑模觀測器方案等[8-11]。模型參考自適應方案具有較好的估計精度，但由于參考模型常選取為電機穩態模型，所以這使得其在動態過程中性能一般。擴展卡爾曼濾波器方案具有較強的抗干擾性，但在使用過程中需要進行大量復雜矩陣運算，并且比較依賴電機準確的物理參數，所以影響了該方案的實時估計精度。……