基于改进型滑模观测器的PMSM无传感器控制

微特电机 ›› 2019, Vol. 47 ›› Issue (11): 56-59.

基于改进型滑模观测器的PMSM无传感器控制

叶帅辰，姚晓先

北京理工大学，北京 100081

收稿日期:2018-07-12 出版日期:2019-11-28 发布日期:2019-11-26

PMSM Sensorless Control Based on an Improved Sliding Mode Observer

YE Shuai-chen,YAO Xiao-xian

Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China

Received:2018-07-12 Online:2019-11-28 Published:2019-11-26

摘要/Abstract

摘要： 为提高永磁同步电动机（PMSM）无传感器控制系统中电机转子位置及速度的估计精度，研究了一种带有串联低通滤波器（CLPF）及补偿环节的改进型滑模观测器（SMO）。建立了PMSM在静止坐标系下的动力学方程，介绍了传统的SMO，分析了反电动势估计值中高次谐波分量形成原因及其对估计结果的影响。为彻底滤除高次谐波分量，引入了串联LPF及其补偿环节。建立了基于改进型SMO的PMSM无传感器控制系统，并搭建了实验平台。实验结果表明，改进的滑模观测器可以有效滤除反电动势估计信号中的高次谐波分量，并提高转子位置及速度的估计精度。

关键词: 永磁同步电机, 滑模观测器, 串联低通滤波器, 无传感器控制系统

Abstract: To improve the rotor speed and position estimation accuracy in a PMSM sensorless control system,an improved SMO with the cascade low-pass filter (CLPF) and the compensation module was studied.Dynamic equations of a PMSM in the stationary reference frame were established, and the conventional SMO was introduced. The cause of high-order harmonic components in the back-EMF and the influence on the speed and position estimate were analyzed.To solve this high-order harmonic problem,a CLPF module and a compensation module were introduced and integrated into the SMO. PMSM sensorless control system based on the improved SMO was constructed,and the experimental platform was built.Experimental results show that the improved SMO can effectively filter the high-order harmonic components and improve the estimation accuracy of rotor position and speed.

Key words: permanent magnet synchronous motor (PMSM), , sliding mode observer (SMO), , cascade low-pass filter (CLPF), , sensorless control system

中图分类号:

TM351

. 基于改进型滑模观测器的PMSM无传感器控制[J]. 微特电机, 2019, 47(11): 56-59.

[1]	付兴贺, 陈锐. 电机中ABC到dq0坐标变换的梳理与辨析[J]. 微特电机, 2021, 49(4): 1-8.
[2]	胡智宏, 叶晨光, 申永鹏, 郑竹风, 李波, 杨小亮. 自适应滑模增益永磁同步电机无速度传感器控制[J]. 微特电机, 2021, 49(4): 40-45.
[3]	万斌斌, 魏海峰, 张懿, 李垣江, 刘维亭. 基于并行混沌优化算法的永磁同步电机多参数辨识[J]. 微特电机, 2021, 49(3): 1-5.
[4]	林浩, 张琪, 黄苏融. 转子分段移位斜极的永磁同步电机轴向电磁力分析[J]. 微特电机, 2021, 49(3): 6-10.
[5]	朱相军, 罗建武, 徐刚, 饶健, 许心一. 车载永磁同步电机系统偏磁问题及补偿[J]. 微特电机, 2021, 49(3): 33-35.
[6]	李耀华, 周逸凡, 赵承辉, 秦玉贵. 基于拓展电压矢量集合的永磁同步电机无差拍控制[J]. 微特电机, 2021, 49(3): 40-46.
[7]	徐雨梦, 于金飞, 崔英英, 于金鹏, 刘加朋. 考虑输入饱和的PMSM命令滤波离散控制[J]. 微特电机, 2021, 49(3): 50-55.
[8]	周文斌, 马春旺, 邱国平. 电机槽极配合与电机运行质量特性研究(Ⅲ)[J]. 微特电机, 2021, 49(3): 59-62.
[9]	黄其, 伍权, 席唯, 曹朝晖. 高速永磁电机控制器设计[J]. 微特电机, 2021, 49(2): 11-14.
[10]	陶涛, 林荣文. 基于小生境粒子群算法的永磁同步电机参数辨识[J]. 微特电机, 2021, 49(2): 29-33.
[11]	诸德宏, 汪瑶. 基于新型滑模趋近律的PMSM速度控制[J]. 微特电机, 2021, 49(2): 34-38.
[12]	张娜娜, 沈艳霞. 基于磁链观测的IPMSM MTPA控制系统研究[J]. 微特电机, 2021, 49(2): 43-47.
[13]	李洋洋, 戴磊, 张懿, 魏海峰, 李垣江. 基于分岔理论的永磁同步电机非确定参数混沌控制[J]. 微特电机, 2021, 49(2): 48-52.
[14]	蔡军, 李鹏泽, 黄袁园. 基于PMSM的二阶滑模无位置传感器控制[J]. 微特电机, 2021, 49(1): 32-36.
[15]	李洋洋, 张懿, 戴磊, 魏海峰, 李垣江. 基于LMI算法的永磁同步电机混沌控制[J]. 微特电机, 2021, 49(1): 40-44.