基于改进型锁相环的永磁同步电机无位置传感器控制研究

微特电机 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (9): 60-65.

基于改进型锁相环的永磁同步电机无位置传感器控制研究

蒋学程¹,潘嘉鑫²,何栋炜³,王永杰³

1. 闽江学院物理与电子信息工程学院,福州 350108; 2. 国网福建省电力有限公司仙游县供电公司,莆田 351299; 3. 福建理工大学电子电气与物理学院,福州 350118

出版日期:2025-09-28 发布日期:2025-09-28
作者简介:蒋学程( 1979—) ,男,通信作者,博士,副教授。主要研究方向为电机与机器人控制等方面的教学与科研工作。潘嘉鑫( 1999—) ,男,硕士研究生,研究方向为电机控制。何栋炜( 1985—) ,男,博士,副教授,主要研究方向为运动控制等方面的教学与科研工作。王永杰( 1999—) ,男,硕士研究生,研究方向为运动控制。

Research on Sensorless Control of Permanent Magnet Synchronous Motor Based on Improved Phase-Locked Loop

JIANG Xuecheng¹,PAN Jiaxin²,HE Dongwei³,WANG Yongjie³

1. School of Physics and Electronic Information Engineering,Minjiang University,Fuzhou 350108, China;
2. State Grid Fujian Electric Power Co. ,Ltd. ,Xianyou County Power Supply Company,Putian 351299,China; 3. School of Electronics,Electrical Engineering and Physics,Fujian University of Technology,Fuzhou 350118, China

Online:2025-09-28 Published:2025-09-28

摘要/Abstract

摘要： 为了解决传统滑模观测器算法的滑模面设计中,由于切换控制增益不适配以及开关函数的使用而导致系统高频抖振,进而造成系统观测精度不足的问题,本文以互补滑模控制理论为基础,提出了基于互补滑模的改进观测器,并通过李亚普诺夫函数证明了其稳定性。针对传统正交锁相环动态跟踪效果较差这一问题,在锁相环环节设计了一种基于增广滑模方法的改进锁相环,进一步提高了系统对转速及转子位置的估计性能。通过仿真与实验对比验证了所提出的改进算法估计精度更高,动态性能更优。

关键词: 永磁同步电机, 无传感器控制, 互补滑模, 锁相环

Abstract: In order to solve the problem of high-frequency chattering caused by switching control gain mismatch and the use of switching function in the sliding mode surface design of the traditional sliding mode observer algorithm,this paper proposes an improved observer based on complementary sliding mode control theory, and proves its stability by Lyapunov function. In addition,aiming at the problem that the dynamic tracking effect of the traditional orthogonal phase-locked loop is poor,an improved phase-locked loop based on the augmented sliding mode method is designed in the phase-locked loop,which further improves the estimation performance of the system for speed and rotor position. Both simulation and experimental outcomes demonstrate enhanced estimation accuracy and superior dynamic performance of the refined algorithm.

Key words: permanent magnet synchronous motor,sensorless control,complementary sliding mode,phase-locked loop

蒋学程, 潘嘉鑫, 何栋炜, 王永杰. 基于改进型锁相环的永磁同步电机无位置传感器控制研究[J]. 微特电机, 2025, 53(9): 60-65.

JIANG Xuecheng, PAN Jiaxin, HE Dongwei, WANG Yongjie. Research on Sensorless Control of Permanent Magnet Synchronous Motor Based on Improved Phase-Locked Loop[J]. Small & Special Electrical Machines, 2025, 53(9): 60-65.

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