基于端電壓和改進SMO的無刷直流電機控制策略*

余 莉，沈喆磊，曹永娟，廖帶蓮

(南京信息工程大學a.自動化學院；b.江蘇省大氣環境與裝備技術協同創新中心，南京 210044)

0 引言

無刷直流電機(BLDCM)依靠著其體積小、低成本、控制簡單等特點，廣泛應用于家用電器、消費類電子、無人機等領域[1-2]。傳統的無刷直流電機為了實時獲取轉子位置，通常需要安裝傳感器或編碼器，然而位置傳感器在一些特殊環境中容易受到損壞而影響電機的使用性能。因此，采用相應的控制算法對轉子位置及轉速進行估算受到廣泛關注[3-5]。

在BLDC無位置傳感器控制技術中用來獲得電機換相位置的方法通常有反電動勢過零點法[6-9]、觀測器估計法[9-14]、人工智能法[15]等。在上述方法中，反電動勢過零點法因其簡單可靠被廣泛應用。

目前已經提出了許多方法來獲得反電動勢的過零點，其中包括端電壓[7-9]、線電壓[10]、中性電壓和虛擬中性電壓等。其主要目的是判斷出轉子相對于電樞繞組所處的位置信息。然而，每個換相周期都會在過零信號中伴隨干擾脈沖，這將大大影響電機的使用性能，嚴重的會引起電機失步。為了解決這個問題，陳煒等[7]在一個換相周期內構造了反電動勢函數，使得電機保持穩定旋轉，但構造的函數涉及多個電機參數，會導致最后出現誤差。ZHAO等[8]使用固定延遲數字濾波器獲得干凈的換相信號，該方法加速時間較短，但電機在不同工況下換相續流信號不穩定。倪有源等[9]采用端電壓的平均值來減少雜波，有效提高了控制精度，但電機在啟動狀態下效果不佳。……