基于 Sigmoid函数的永磁同步电机无位置传感器控制.pdf

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1、第26卷第4期海军工程大学学报Vo1．26NO．42014年8月J0URNAL0FNAVALUNIVERSITYOFENGINEERINGAug．2014DOI：10．7495／j．issn．1009—3486．2014．04．023基于Sigmoid函数的永磁同步电机无位置传感器控制周羽，李槐树，曹晴，周石(海军工程大学电气工程学院，武汉430033)摘要：为实现永磁同步电机无位置传感器控制，推导了基于Sigmoid函数滑模观测器的转子位置估算算法，并利用Lyapunov稳定性分析方法得到滑模观测器进入滑模面的

2、一个充分条件。实验结果表明：在选择合适的k和a时，利用基于Sigmoid函数滑模观测器的永磁同步电动机无位置传感器控制，能够在不同的速度和负载条件下保证估算的精度并消除抖振，但是在负载条件下需要对估算位置进行补偿，且补偿值和负载时的电流值成正比。关键词：永磁电机；Sigmoid；滑模观测器中图分类号：TM342文献标志码：A文章编号：1009—3486(2O14)04—0096一O5SensorlessPMSMcontrolbasedonSigmoidfunctionZHOUYu，LIHuai—shu，CAOQi

3、ng，ZHOUShi(CollegeofElectricalEngineering，NavalUniv．ofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：Inordertoachievethesensorlesscontrolofpermanentmagnetsynchsonousmechines，thispaperpresentsanalgorithmfortheestimatedpositionbyusingtheslidingmodeobserverbasedonSigmoi

4、dfunctionandacquiresasufficientconditionfortheslidingmodeobservertogetintothesli—dingsurfacewiththemethodofLyapunovstabilizationanalysis．TheexperimentalresultsshowthattheslidingmodeobserverbasedonSigmoidfunctionforsensorlessPMSMcontrolcanguaranteetheestimated

5、precisionandeliminatethechatteringphenomenonundertheconditionsofdifferentvelocityanddifferentloadbyusesofappropriatekanda．ButtheestimatedpositionneedtobecompensatedaccordingtothedifferentIoad，andthecompensatingvalueisinproportiontothevalueofcurrent．Keywords：P

6、MSM；Sigmoid；slidingmodeobserver(SMO)随着永磁材料的发展，永磁同步电机因其具应用。无位置传感器技术一直都是国内外研究的有的功率密度高、节能高效、静态性能良好，且无热点，该技术包括：通过直接检测电压和电流计算转子损耗和发热问题等优点l】]，而得到人们广得出转子位置信息l4]、模型参考自适应控制方泛的关注和认同。永磁电机的调速运行需要根据法、基于扩展卡尔曼滤波的非线性估计算法[6]、转子的位置控制定子电流并产生恒定转矩，虽然滑模观测器法等。编码器和旋转变压器已经用来检测转子的位置，文

7、中从嵌入式永磁同步电机(IPMSM)的数但是这会增加成本、机械的不稳定性以及系统的学模型出发，推导了基于Sigmoid函数的SMO复杂性，而且位置传感器对温度和震动性很敏感，模型，并利用Lyapunov稳定性分析方法得到这使得它在一些特殊的应用场合根本无法安装并SMO进入滑模面的一个充分条件以及滑模增益收稿日期：2013—1109；修回日期：2014—01—16。作者简介：周羽(1983一)，男，博士生，主要研究方向为永磁电机设计及其控制。通信作者：周羽，E-mail：zhouyu—engineer@hotmai

8、l。eom。第4期周羽等：基于Sigmoid函数的永磁同步电机无位置传感器控制k；然后，对k和Sigmoidgi数中的关键参数a进RLd—L一∞■—Ld行了讨论；最后，仿真和实验证明：在基本没有延式中：A一：B一时的前提下，Sigmoid函数能很好地消除抖振现Ld—LR■一Ld象，并且位置估算精度也得到了保证。1_U1IPMSM的Sigmoid滑模观测器Ld01模型一Ld