基于改进滑模观测器的PMSM无位置传感器的研究.pdf

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1、研究与开发基于改进滑模观测器的PMSM无位置传感器的研究张润波林荣文高靖凯(福州大学电气工程与自动化学院，福州350108)摘要针对基于滑模观测器的永磁同步电动机的无位置传感器存在的抖振，对电动机在运行过程中对参数的依赖性高等问题，通过弓I进Sigmoid函数和建立滑模增益自适应来降低抖振，然后引进分数阶锁相环从反电动势中提取转速和转角信号，减小计算转角和转速方法的误差和复杂性，最后利用Matlab平台对提出方法进行验证，实验结果表明改进的滑模观测器不仅响应速度快，鲁棒性强，而且在一定程度上抑制了抖振，在动态性能和精度上与传统滑模观测器有一定提高。关键

2、词：分数阶锁相环；Sigmoid函数；无位置传感器；PMSMResearchonSensorlessControlMethodofPMSMbasedonanImprovedSlidingModeObserverZhangRunboLinRongwenGaoJingkai(CollegeofElectricalEngineeringandAutomation，FuzhouUniversity，Fuzhou350108)AbstractBasedonthechatteringproblemandthedependenceoftheparametersint

3、herunningprocess，aSigmoidfunctionisusedandanequationofthesolidingmodegainandtheestimatedback·EMFisbuilttoweakenthechatteringproblem，finallythesignalofspeedandAnglewasobtainedwithaFO—SPLL，thismethodreduceerrorandcomplexitycomparingwiththetraditionalcalculationmethod．ThenaMatlabpl

4、atformwasbuilttovalidatethismethod，theexperimentalresultsshowthattheimprovedslidingmodeobservercanimprovetheresponsespeed，strongrobustnessandinhibitthechatteringtoacertainextent，ontheotherhanditalsocanimprovethedynamicperformanceandaccuracy．Keywords：FO·-SPLL；sigmoid；position--se

5、nsorless；PMSM永磁同步电动机转子用永磁体代替外部励磁，适应法(MARS)，状态观测器法，滑模观测器法以减小系统的复杂性，使其应用范围大大增加，但是及卡尔曼滤波法。模型参考适应_2]没有完全摆脱控电动机的控制需要转子的转速和转角信息，传统的制系统对电动机参数的依赖性，卡尔曼滤波]是一方法是安装码盘等位置传感器等来获得这些信息，种高效的递归滤波器，它能够从一系列的不完全包传感器的安装增加了系统的成本和体积，而且在一含噪声的测量中估计动态系统的状态，但是该方法些特殊情况下会增加系统测量误差，所以，永磁同在线化处理时需要用到雅克比矩阵和一系列的多重

6、步电动机的无位置控制一直是研究的热点ll1。矩阵，需要高速运算的数字信号处理器来处理，增目前基于无传感器的研究主要分为低速和中高加系统复杂性和成本。而滑模变结构控制l4]通过变速两种，前者利用电动机的凸极效应特性来获取转化控制器结构产生不连续的控制就可以把系统的状子的信息，效果较好的是高频信号注入的方法，后态拉到预定的滑模面上，此时滑动模态对系统的参者则是通过反电动势来进行转子转速和转角信息的数变化和外部干扰依赖性小，具有较强的鲁棒性和提取，线路简单，技术成熟，成本低。通常用于中抗干扰能力。高速的无位置控制方法包括磁链估计法，模型参考本研究主要针对在滑

7、模变控制系统中存在的模2016年第1期电鼍技柬I51研究与开发式切换造成抖振和电动机参数在运行中发生变化造2．1切换函数的改进成系统低跟踪控制的问题，提出用Sigmoid函数和在传统的滑模观测器用开关函数是估计电流与建立滑模增益白适应方程来削弱抖振，用分数阶锁实际电流偏差的切换开关，滑模运动受到一系列系相环提取反电动势的转子转角和转速信息，最后搭统参数的影响不会按照理想的滑模切换面运行，因，●●●，、●●●L建实验平台，通过仿真验证该方法的有效性。此会出现啦抖振问题，文献【5]对于常用的切换函数ll=唧sign)，饱和函数saturationl1)以l

8、1及Sigmoid函数在l永磁同步电动机的数学模型一一永磁同步．电动机．的一无位置观测器中削弱