自適應滑模觀測器PMSM無位置傳感器控制*

馮仁寬，何志琴

(貴州大學電氣工程學院，貴陽 550025)

0 引言

永磁同步電機(permanent magnet synchronous motor，PMSM)是由繞線轉子同步電動機發展而來。永磁同步電機的效率和功率高于同體積的感應電機，即功率密度更高。這在高性能的控制場合尤為重要，受到了廣大學者和工程師的青睞，成為研究熱點。PMSM無位置傳感器控制技術無需安裝機械傳感器等測量裝置，使用電流、電壓信息重構轉子的位置和速度，極大地降低了系統的成本、減少了安裝維護、外界干擾的棘手問題，因此無位置傳感器控制技術[1-2]成為研究熱點。

許多學者提出了多種無位置傳感器控制方法，其中滑模變結構控制系統由于對電機參數依賴小、對系統內部外部干擾魯棒性強等優點得到了廣泛的應用[3]。但另一方面由于滑模觀測器自身機制引起的系統抖振會影響對電機轉子和轉速的估計，為了消除或削弱這種抖振，張慧柔[4]提出了一種引入擾動補償的混合非奇異終端滑模速度控制策略，該方法改善了系統收斂速度的同時也削弱了系統的抖振，但該方法計算相對復雜。孫佃升[5]提出了一種使用濾波技術濾波后的反電動勢作為反饋的滑模觀測器改進方法，降低了系統的抖振，該方法經過濾波后反電動勢會出現相位的延遲。

針對永磁同步電機無傳感器控制的轉子位置和轉速估計誤差較大的問題，本文提出了一種新型的滑模觀測器設計方法。在永磁同步電機的數學模型的基礎上，結合自適應算法設計一種新型的自適應滑模觀測器估算電機的轉子位置和轉速，并使用李亞普諾夫理論證明了算法的收斂性。……