基于滑模观测器的永磁同步电动机无传感器控制研究.pdf

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1、研究与开发基于滑模观测器的永磁同步电动机无传感器控制研究吴海龙白连平(北京信息科技大学自动化学院，北京100192)摘要针对永磁同步电动机无传感器控制，本文研究了适用于永磁同步电动机中高速运行的滑模观测器，该观测器采用饱和函数抑制抖振，可以准确地估计转子位置及转速。应用滑模观测器估算出ot．D轴反电势，然后计算出转速及位置信号，与给定的转速信号比较，闭速度环，经过PI调节得到准确的电压参考信号。应用TMS320LF2407A数字信号处理器编程实现永磁同步电动机滑模观测器估算，控制永磁同步电动机。并在永磁同步电动机上进行了实验

2、研究，实验结果表明采用滑模观测器能够实现无传感器永磁同步电机转子位置估算，能够控制电机运行。关键词：永磁同步电动机；无传感器控制；滑模观测器；饱和函数ResearchonSensorlessControlforPermanentMagnetSynchronousMotorBasedonSlidingModeObserverWuHailongBaiLianping(CollegeofAutomation，BeijingInformationandTechnologyUniversity，Beijing100192)Abstra

3、ctForsensorlesscontrolofpermanentmagnetsynchronousmotor,aslidingmodeobserverbeingapplicabletoPMSMhasbeenstudied，theobserverbufetingsuppressionusingsaturationfunction，canaccuratelyestimatetherotorpositionandspeed．ApplicationofslidingmodeobservertoestimatethebackEMFo

4、f0【一Daxis，andthencalculatethespeedandpositionsignal，comparingwiththespeedofthegivensignal，close-loopspeedandgetthecorrectvoltagereferencesignalafterthePIregulator．ApplicationofdigitalsignalprocessorTMS320LF2407Aprogrammedcangettheslidingmodeobserverestimation，andca

5、ncontrolpermanentmagnetsynchronousmotor．Andthepermanentmagnetsynchronousmotorhasbeendebugged，theresultsshowthatcanbeachievedbyslidingmodeobserverofsensorlesspermanentmagnetsynchronousmotorrotorpositionestimation，tocontrolthemotor．Keywords：permanentmagnetsynchronous

6、motor(PMSM)；sensorlesscontrolling：slidingmodeobserver：saturationfunction及高速切换能力，所以特别适用于像交流伺服电机1引言这样的非线性系统的控制[1-21。永磁同步电动机是一个多输入、多输出的非线本文采用了一种永磁同步电机无传感器滑模观性系统，虽然它有比较确定的数学模型，但因其具测法估算转子位置和速度的方法，如图l所示为基有非线性及参数时变的特点，应用传统矢量控制技于滑模观测器的无传感器PMSM矢量控制系统框术存在许多缺陷和不足。滑模变结构控制是一种强图

7、。该方法应用霍尔电流传感器采集相电流／a和fh，鲁棒性的控制方法，对系统数学模型精度要求不高，fa和fh经坐标变换得到c【．D轴电流‘和fB，‘和经具有快速响应、对参数及外部扰动变化不敏感、无坐标变换得到d-q轴的和‘，对和进行PI调节需系统在线辨识，实现简单而且很适合计算机实现得到和，用、及Va、经滑模观测法估算等优点。由于滑模变结构控制系统自身的非线性以出反电动势和，进而由反电动势得到转予的位12l电耋

8、i技7It2011年第2期研究与开发置0和速度信号。系统采用电压空间矢量脉宽调择在定子实际电流上，即()=一，当估计电

9、流到制(SVPWM)策略实现永磁同步电机的无传感器控达滑模面时，滑动模态发生，电流估计与实际电流偏制。滑模观测器采用饱和函数代替传统的开关函数差为零。抑制抖振，滑模估算算法基于数字信号处理器(TMS320LF2407A)实现。系统硬件部控分电0路以一三，菱公司的智能功率模块PS21564一