基于改進滑模觀測器的永磁同步電機無傳感器控制

張祺琛，劉細平，王方凱文，朱文健，郭高勝

(江西理工大學電氣工程與自動化學院，贛州 341000)

0 引言

永磁同步電機(PMSM)具有結構簡單、可靠性強、體積小、功率密度高、損耗小等特點，被廣泛應用于新能源汽車、航空航天、軍事等領域[1-2]。在永磁同步電機的控制領域中，通常采用機械式傳感器來獲取轉子位置和轉速信息。機械傳感器的引入不僅會使電機系統成本增加，還會增大系統的質量和體積，使電機在復雜的工作環境中難以滿足需求[3]。因此無傳感器控制便成為國內外研究人員的關注熱點[4]。

無傳感器控制系統估計轉子位置的方法可分為兩大類：第一類方法是利用高頻信號注入對轉子位置進行估計[5]。第二類方法是利用電機的基波數學模型對轉子位置進行估計，主要包括滑模觀測法、干擾觀測器法、狀態觀測器法、神經網絡法等[6]。其中滑模觀測法具有算法簡單、對參數擾動不敏感和具有較好的動態性能等特點，被廣泛應用于電機控制領域[7]。張強等[8]在滑模觀測器中引入了一種新型可變趨近律，使系統具有較快的趨近速度，但其切換函數在零點不連續，會給系統帶來一定的抖振現象。王兵等[9]引入了一種可變邊界層的切換函數，在一定程度上削弱了系統的抖振現象，但系統在接近滑模面時速度較快，仍會給系統帶來一定的抖振現象。王要強等[10]設計了一種全階滑模觀測器，有效地削弱了系統的抖振現象。陳思溢等[11]利用變壓變頻控制策略進行控制，解決了滑模觀測器在零速和低速存在的預測死區問題，有效削弱了系統抖振。……