全速范围永磁同步电机无位置传感器控制研究

针对滑模观测器在低速范围内的不适用性,以及中高速范围内高频注入法跟踪性能差的问题,采用一种复合控制策略实现永磁同步电机全速范围无位置传感器控制.为避免电机启动失败在零低速范围内采用带磁极辨别的高频脉振电压注入法;为减小传统滑模观测器的抖振,采用改进型滑模观测器在中高速范围内获取转子位置信息;为实现速度平滑切换采用一种非线性切换算法.仿真结果表明,采用的复合控制策略在全速范围可以精准获取转子位置信息,提高永磁同步电机运行的稳定性和控制精度.     

IF控制结合滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器复合控制策略

用于永磁同步电机低速区的高频信号注入无位置传感器控制算法会产生额外的损耗,而且算法数字运算量较大。针对这一问题,提出一种IF控制结合滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器复合控制策略。在电机低速区采用转速开环、电流闭环的IF控制策略,对IF控制使用的虚拟同步坐标系和转子同步坐标系相位关系进行分析。在电机中高速区采用基于滑模观测器的无位置传感器控制策略,在滑模观测器中采用正弦型切换函数,改善了滑模运动的抖振问题。通过合理设计过渡状态,实现了两种控制策略的平滑切换。在一台三相永磁同步电机上对所提复合控制策略进行了实验验证。     

一种PMSM全速度无位置传感器控制方法∗

:扩展卡尔曼算法已经广泛应用于无位置传感器系统中,但因其比较依赖电机参数以及线性化时求解雅可比矩 阵引起精度问题,一般采用无迹卡尔曼算法进行改进,但仍存在启动和低速时对转子位置估计准确度较低的问题.提出 一种脉振注入法和无迹卡尔曼复合的控制算法,零速和低速时采用高频脉振注入法,高速时切换到无迹卡尔曼滤波算 法,过渡区则利用加权平均法将两类算法进行结合,进而实现电机低速到中高速之间的平滑切换,提高全速范围内的永 磁同步电机控制精度.仿真结果证明了该复合控制算法的有效性,并且具有鲁棒性强、动态调节能力好的优点.     

永磁同步电动机全转速范围无位置传感器复合控制

针对永磁同步电动机无位置传感器控制技术在低速阶段采用高频信号注入法存在的额外损耗和位置估计延迟问题,以及在高速阶段采用基于滑模观测器的反电动势观测法存在的抖振问题,研究了一种全转速范围无位置传感器复合控制方法。分析了I/f控制的相位关系以及滑模观测器的抖振现象的机理,构建了低速I/f控制结合高速扩展滑模观测器的全转速范围无位置传感器复合控制系统,通过将扩展反电动势估算值反馈至定子电流观测计算,采用带有消除旋转影响环节的锁相环,有效地改善了扩展滑模观测器的抖振问题。通过引入一种电流递减斜率切换控制方法,实现了无位置传感器复合控制系统的平稳切换。实验结果验证了该复合控制方法的有效性。     

基于改进滑模方法的永磁同步电机宽速范围无位置传感器控制

为了实现永磁同步电机（PMSM）宽速度范围无传感器控制,提出了一种基于改进滑模方法的宽速度无位置传感器控制策略。在电机中高速阶段,为抑制传统滑模观测器的固有抖振问题设计了一种新型滑模趋近律,来提高电机转速估计精度;在电机零低速阶段采用脉振高频注入法估计电机转速。此外,设计了一种平滑切换控制策略,实现不同算法间的平滑切换。对比仿真结果验证了所设计控制器具有良好的转速估计和跟踪性能,且能实现不同控制算法的平滑切换。     

混合励磁轴向磁通切换永磁电机全速域无位置传感器控制

为了实现混合励磁轴向磁通切换永磁电机(hybrid excitation axial flux-switching permanent magnet machine,HEAFSPMM)全速域无位置传感器控制和提升低速区的运行性能,提出一种HEAFSPMM复合控制方法。该方法引入HEAFSPMM的励磁绕组,改进模型参考自适应算法,提高转子位置的估计精度和电机带载能力;对零低速域,采用脉振高频电压信号注入法实现电机快速起动和可靠运行;对过渡区采用加权平均值复合控制实现HEAFSPMM低速区的平滑切换。最后进行仿真和实验验证,结果表明所研究的无位置传感器复合控制方法能够实现电机全速域运行,并提高系统的带载能力和控制精度。     

双转子PMSM无传感器复合控制方法研究

为了使双转子永磁同步电机(双转子PMSM)在全速域实现无传感器精确控制,研究了该种电机双转子位置的复合自检测方法.结合面贴式双转子PMSM的结构,在低速区采用脉振高频电压注入法确保检测精度,高速区采用模型参考自适应法确保动态响应.将两种方法的优势相结合,设计出无传感器复合控制系统,并给出了速度切换区间和加权切换算法.实验结果显示,这种方法能在高低速之间实现平滑切换,在全速域实现转子位置的准确检测,并保持双转子的等速对转.     

永磁同步电机无位置传感器全速域控制

为了实现永磁同步电机全速域无位置传感器控制,本文提出一种IPMSM在宽调速范围内准确获取转子速度与位置信息的混合观测器,在中高速域,采用省略低通滤波器的扩展滑模观测器估计电机转子速度与位置。在零低速域,采用注入电压信号频率为开关频率的高频方波注入法。为实现中高速与零低速的平滑切换,本文采用加权算法控制策略。仿真结果证明了本文提出的永磁同步电机全速域无位置传感器控制策略的的可靠性和有效性。     

永磁同步电机全转速无位置传感器控制研究

为解决永磁同步电机（PMSM）无位置传感器控制策略在中高速阶段对模型参数依赖度大,起动阶段或低转速运行阶段对转子状态信息估算精度低的问题,采用旋转高频电压信号注入法与模型参考自适应法相结合的复合控制策略,以两者加权的方法实现全转速范围PMSM高精度控制。通过Matlab/Simulink仿真及试验平台验证,该方法能够实现从低速到中高速的平顺切换,提高了控制系统的动态稳定性,具有动态调节能力强、鲁棒性好等优点。     

一种永磁同步电机转子位置混合辨识方法

针对内置式永磁同步电机(IPMSM),提出了一种基于最小电压矢量注入法和滑模观测器法的混合控制策略。低速时,采用最小电压矢量注入法获取转子位置,中高速阶段则通过滑模观测器法对转子位置进行辨识。角度和速度过渡阶段,通过对两种方法获得的位置误差信号进行加权处理,得到混合位置误差信号后,通过一个软件锁相环即可获得转子位置。设计了一个和速度有关的斜坡函数对注入电压进行过渡处理。实验结果表明,采用该文提出的混合控制策略能够实现电机在额定负载条件下从静止状态直接闭环起动,实现了高低速两种算法之间的平滑切换,能够进行宽范围内的无位置传感器调速控制,且低速算法实现简单,具有较大的工业应用价值。     

永磁同步电机转子磁位自检测复合方法

针对永磁同步电机转子磁位和速度检测问题,提出了将脉振高频电压信号注入法和模型参考自适应法有机结合的新型无速度传感器的复合方法,建立了无传感器矢量控制系统.通过设计速度切换器,实现了两种方法间的平滑切换.解决了单一方法不能在全速度范围内同时兼顾良好的动态、稳态性能的问题,使系统实现了包括初始磁位在内的转子位置和速度的精确检测和控制.仿真结果表明,该复合方法能可靠的实现永磁同步电机全速度范围内的起动和运行.系统具有优良的动态、稳态性能.     

冰箱压缩机用永磁同步电机全速范围无传感器控制研究

针对冰箱压缩机用永磁同步电机由于其固有的恶劣工况环境而无法安装机械类传感器问题,采用基于滑模观测器方案与基于高频信号注入法相结合的复合控制方案对其进行全速范围无传感器控制。在中高速区,采用基于滑模观测器的方案对冰箱压缩机用永磁同步电机进行无传感器控制,利用自适应法对传统滑模观测器进行改进提高了系统性能。在零低速区,采用基于高频信号注入方案对冰箱压缩机用永磁同步电机进行无传感器控制。在无传感器控制算法过渡过程,采用加权算法实现了算法平稳且可靠的过渡。通过仿真实验验证了方案可行性及有效性。     

基于脉振高频注入法的零低速永磁直线同步电机无位置传感器控制

针对零低速下永磁直线同步电机（PMLSM）的无位置传感器控制方法存在精度低、稳定性差、算法复杂等问题,提出了一种改进的脉振高频注入法的无位置传感器控制方法。在利用PMLSM饱和凸极性进行初步位置估计的基础上,提出了特殊位置校正和磁极判断的方法,从而简便地获得较为准确的动子位置,实现PMLSM零低速下的无位置传感器运行。在此基础上,利用Simulink对PMLSM无位置传感器控制进行仿真建模,并搭建样机试验平台进行试验验证。通过仿真和试验结果表明,所提方法可以准确、快速地检测出PMLSM动子初始位置和低速运行时的动子位置,保证电机平稳起动运行,且具有良好的位置估计精度和动态性能。     

基于转子位置自检测复合方法的永磁同步电机无传感器运行研究

基于对高频信号注入法和模型参考自适应法转子位置自检测原理和特性的讨论，提出了一种包含零速在内的全速度范围内均能实现转子位置/速度准确检测和控制的复合方法。分析了从旋转高频电压信号注入法过渡到模型参考自适应法的切换原则，给出了速度切换区内转子位置、速度和加权系数的估算方法，并对1台内插式永磁同步电机2种方法的切换过程进行了实验研究，成功地实现了无传感器矢量控制的起动与运行。实验研究表明，这种转子空间位置复合检测方法既能在低速时准确地观测出转子的空间位置和速度，也能保证高速运行时较快的动态响应，适合于全速范围内电机的无传感器运行。     

改进的车载空调压缩机无位置传感器控制起动方法

无位置传感器控制是空调压缩机控制系统的较优选择。针对基于滑模观测器(SMO)的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制系统零速观测精度低、起动难度大等问题,提出了一种改进PMSM无位置传感器的零速低速起动及中高速域使用的SMO控制的切换方法。在电机低速和零速时,I/F控制使其工作在角度开环电流闭环的工况下,该算法的给定相位与观测相位误差达不到系统切换要求,需利用降低开环电路的方式来降低误差;在电机转速提高的同时补偿SMO的角度,使观测角度接近真实角度,2种算法切换时稳定性更高,抗干扰能力更强。根据MATLAB/Simulink仿真结果和实际3.5 kW车载空调PMSM调试,验证了该方法的可行性和改进算法的有效性。     

基于UKF的永磁同步电机无位置传感器控制研究

提出了一种基于Unscented Kalman非线性滤波（UKF）的永磁同步电机无位置传感器控制方法。利用易于检测的电机端电压和端电流,采用UKF算法实时地估计电机的转速和磁极位置,得到矢量控制系统转速反馈信号和矢量变换角度。永磁同步电机无位置传感器转速控制仿真结果表明．本文提出的估计算法既具有较高的估计精度又具有相对少的计算量,可以满足永磁同步电机伺服系统无位置传感器控制需要。     

永磁同步电机速度位置估算法综合分析及验证

依据基于非线性坐标变换后能观测规范形的高增益观测器内核(NTOCF-HGO),设计用于永磁同步电机速度实时估计的自适应增益调节律,使其满足全局状态估计收敛,且能根据电机实际工作状态进行状态估计的稳态及暂态调节.结合基于直轴电流微分差值修正( RPECM-DDC)的位置角估计算法,证明两套算法的交联收敛机制.分析得出转速及转角估算法对电枢绕组电阻具有参数变化状态估计鲁棒性,且可应对负载转矩变化对状态估计造成的影响.进行基于该估计算法的永磁同步电机无传感器矢量控制算法级及系统级仿真实验,结果表明该算法可实现一定初始估计误差角的无传感器稳定起动,具有较好的中低速稳态及暂态估计性能.     

永磁同步电机无传感器控制算法切换研究

针对永磁同步电机全速域的无传感器控制,在不同的速度范围有着不同的控制策略,而保证不同速域控制策略的平滑切换是实现全速域稳定运行的前提。本文低速域采用恒电流变频（I/F）控制策略,中高速域通过改进滑模观测器准确获取转子位置,并且在高速域时采用弱磁控制使电机有更宽的调速范围。为了实现高低速域的快速平稳切换,提出了一种d,q轴电流同时变化并且保持总电流不变化的改进切换策略,使电机从开环控制直接切换至最大转矩电流比运行,切换过程平滑无冲击。仿真结果证明了本文提出的改进切换策略的可行性。     

永磁同步电机无位置传感器控制技术综述制技术研究综述

无位置传感器电机驱动器具有成本低、可靠性高、硬件电路简单以及维护要求少等优势,在学术界和工业应用中受到了越来越多的关注。对适用于零低速域、中高速域以及全速域三种运行范围的多种无位置传感器技术进行了综述。首先,分别对比分析了零低速域和中高速域下各种无位置传感器控制方法的优缺点。其次,梳理和总结了目前全速域运行的切换控制策略。最后,对永磁同步电机无位置控制技术的未来发展趋势进行了展望,并指出了后续研究的关键问题。