改进滑模观测器永磁同步电机svm-dtc系统

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1、《电气自动化)2o~5年第37卷第1期变流技术ConverterTechniques————改进滑模观测器的永磁同步电机SVM—DTC系统杨帆。林珍(福州大学电气工程与自动化学院，福建福州350108)摘要：对一种基于改进滑模观测器的永磁同步电机SVM-DTC(DirectTorqueContro1)系统进行了设计研究。针对传统直接转矩控制转矩与磁链脉动较大的问题，采用生成预期电压矢量的SVM—DTC控制方式抑制转矩与磁链脉动；同时，利用Sigmoid函数实现滑模速度观测器的准滑动模态控制，改进了传统滑模观测器的不足，实现了SVM-DTC系统的无位置传

2、感器控制。仿真结果表明，能够有效抑制转矩与磁链脉动，并能实现良好的转速观测效果。关键词：永磁同步电机；直接转矩控制；SVPWM；滑模观测器；无位置传感器控制DOI：10．3969／j·issn．1000-3886．2015．01．002[中图分类号]TM351[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2015)叭一0004—03SVM—DTCSystemforPMSMBasedOnanImprovedSliding-modeObserverYANGFan．LINZhen(CollegeofElectricalEngineeringandAutom

3、ation，FuzhouUniversity，FuzhouFujian350108，China)Abstract：AnSVM-DTCsystemforPMSMbasedonanimprovedsliding—modeobserverisdesigned．SVM—DTCcontrolmethodisadoptedinthesystemtogenerateanexpectedvoltagevectorforthepurposeofrestrainingtherippleoftorqueandfluxlinkageexistinginconventional

4、directtorquecontro1．Ontheotherhand，theSigmoidfunctionisusedforquasi-slidingmodecontroloverthesliding—modespeedobserver，thusimprovingtheconventionalsliding-modeobserverandrealizingposition—sensorlesscontrolintheSVM—DTCsystem．Simulationresultshaveshownthatthissystemcanrestrainther

5、ippleoftorqueandfluxlinkageeffectivelyandrealizeexcellentspeedobservation．Keywords：PMSM；directtorquecontrol；SVPWM；sliding—modeobserver；position-sensorlesscontrol0引言电压方程：d直接转矩控制具有良好的动态性能、较为简单的控制结构以及对电机参数依赖较小等优点，是现代交流电机的先进控制技术严^“～晰(1)之一。传统DTC采用滞环位式控制，且逆变器开关频率不恒定【=口誓us口0，且不高，因而导致电动

6、机的电磁转矩与磁链存在较大的脉动。再定义反电动势为：者，传统DTC本质上虽是一种无位置传感器控制策略⋯，但仍需ea一ri“r要位置传感器实时获得转子位置及转速信息以实现转速精确控(2)L。日(cJ,fcos0制。而安装位置传感器却给电机控制系统带来了一系列的问转矩方程：题，如：增大了电机空间尺寸、增加了成本以及传感器灵敏度易受环境干扰等。=÷(i一)(3)针对传统DTC存在的以上问题，本文对采用改进滑模观测其中，i，，e和，ip，，ep分别为ot轴与卢轴上定子器的永磁同步电机(PMSM)SVM．DTC系统进行了设计与研究。电压、电流、磁链及反电动势的分

7、量；与分别为定子电阻与电该系统利用生成预期电压矢量的SVPWM控制方式取代转矩与感；为电磁转矩；为转子磁链；为转子的电角速度；0，为磁链的滞环位式控制来抑制转矩与磁链脉动；同时，用一种改进轴与d轴夹角，即转子位置角；n为极对数。的滑模速度观测器来实时观测电机速度从而实现永磁同步电机2永磁同步电机SVM-DTC系统及预期电压矢DTC的无传感器控制，这种改进的滑模速度观测器具有结构简量原理单、鲁棒性及动态特性良好等优点。通过该系统的设计研究可使采用改进滑模观测器的永磁同步电机SVM—DTC系统如图1以上两个问题得到一定程度的解决。所示。该系统利用实时观测、

8、比较所得到的电磁转矩和定子磁链1永磁同步电机的数学模型误差，生成预期电压矢量作为SVPWM的控