永磁同步电机无传感器控制系统研究

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1、第44卷第4期电力电子技术Vo1．44．No．42010年4月PowerElectronicsApril，2010永磁同步电机无传感器控制系统研究陶泽安，李孟秋，王辉(湖南大学，湖南长沙410082)摘要：设计了具有变截止频率特性相位补偿及带有开关增益自适应率的滑模观测器．采用李亚普诺夫理论对其稳定性进行分析。理论上该方法对参数变化具有很强的鲁棒性，并且能够在较宽速度范围内追踪转子实际位置在基于TMS320LF2808的永磁同步电机(PermanentMagnetSynchronousMotor，简称PMSM)的无传感器控制系统上进行验

2、证，实验结果表明该系统具有良好的性能。关键词：永磁同步电机：滑模观测器：无传感器控制；相位补偿；鲁棒性中图分类号：TM34l文献标识码：A文章编号：1000—100X(2010)04—0043—02ResearchonSensorlessControlMethodofPermanentMagnetSynchronousMotorTAOZe—an，LIMeng—qiu，WANGHui(HunanUniversity，Changsha410082，China)Abstract：Thispaperdesignsaslide·-modeobse

3、rverwithvariablecut·-offrequencyphasecompensationandgainswitchcontrollerrules．ThestabilityofsystemisanalyzedbyusingLyapunovtheory．Thismethodisrobusttothedifferentparame—tersofpermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)，andit’Sabletotracktherealpositionofrotorinawiderangeofspee

4、d．UsingthesensorlesscontrolsystemofPMSMbasedonTMS320LF2808asexample，theexperimentalresultsprovethatthissystemhasgoodperformance．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor；slide—modeobserver；sensorlesscontrol；phasecompensation；robustnessFoundationProject：SupportedbySciencea

5、ndTechnologySpecificProjectsofHunanProvince(No．2006GK1002)1引言式中：，“⋯e代表o~,／3坐标系下轴的电流、电压、反电动势；为相电感；尺为电机相电阻。永磁同步电机(PermanentMagnetSynchronous根据滑模变结构理论．选取状态变量为定子电Motor，简称PMSM)采用永磁体代替电激励系统，具流，构造的PMSM滑模观测器为：有功率密度大、效率高、控制相对简单且制造形式灵活多样的特点，在工业领域得到广泛的应用。作为一=一譬+“一争sign()(2)种自控变频式交流

6、电机．其控制依赖于永磁转子位式中：i。为，卢坐标系下，卢轴的估算电流；K为滑模系数；置及速度信息的准确获取。滑模变结构方法由于受sign()为开关函数。电机参数影响小，鲁棒性好，故备受关注。但目前基将式(2)与式(1)相减，可得电流动态误差为：于滑模观测器的PMSM无传感器控制方法由于采用了较高的开关增益．导致系统产生较大的抖振噪=一譬i+一争sign()(3)声。此处采用具有开关增益自适应率的滑模位置观式中：上标“一”为变量的观测值与实际值之间的差值。测器，能很好的抑制抖振，而采用具有变截止频率特选择建立在定制电流误差上的滑动超平面为

7、：性的相位补偿方式提高了低速时转子相位角误差估St=is-i，is=[，，i：[，订。定义Lyapunov函数l计的准确度。在理论分析的基础上，设计了一套及其导数矿l满足：矿l=51TSl=[i一·[d／dt，d口／dt]Y<0，PMSM无传感器全数字化控制系统．实验结果表明则滑模观测器进入滑模状态，即：i．diJdimax(1eI，le口I)(4)隐极式PMSM在静止坐标系，坐标系下的满足式(4)，便可产生滑模运动。因此式(3)渐进状态方程为I1j

8、：稳定，并且误差按指数规律收敛为零，因此式(2)也L=一一÷e+÷n=，卢(1)是收敛的。由式(4)可见，为满足上述条件，开关增益必须足够大，但K过大，会增加抖振噪声，将导致不必要的估计误差。故选用自适应律