低分辨率位置传感器永磁同步电机精确位置估计方法综述

伺服电机在装备制造、新能源和家电等领域有着广阔的应用,为得到高精度转子位置信息,通常采用旋转变压器或光电编码器等高分辨率位置码盘,但其价格普遍较高,增加了系统设计成本。而无传感器技术当前还很难全面满足工业及家电等领域的应用要求。低分辨率位置传感器永磁同步电机驱动技术是一种能够保证电机运行性能,同时能有效控制系统成本、提高系统可靠性的转子位置检测技术,受到国内外产业界的广泛关注。介绍开关型霍尔位置传感器的使用方法与工作原理,总结原始霍尔位置信息误差的来源与校正方法;重点讨论基于插值法、同步坐标系滤波器法和观测器法的转子位置/转速估算策略,从提高低分辨率位置传感器电机系统低速性能等方面分析和比较不同估算策略的原理、优缺点、适用范围及应用情况;最后,总结现有研究成果及有待解决的问题。     

基于霍尔位置传感器的PMSM转速观测器状态估算误差抑制方法

霍尔位置传感器成本低,同时能够提供相对精确的位置信息,但其存在位置信息分辨率低、转速测算连续性差及滞后严重等缺点。龙伯格全阶转速观测器是一种闭环调节器,有效地利用了电机系统模型,能够为矢量控制提供较好的转速和角度反馈信号。但在数字控制系统的应用中,受霍尔信号采样周期远大于控制周期的影响,常规观测器的参数和结构设计方法在实际应用中仍无法得到理想的观测结果。该文在分析转速观测器在实际应用中存在问题的基础上,通过结合降阶观测器和多采样理论,提出了一种可有效从低分辨率霍尔位置信号中估算转速、转角的方法。多采样降阶观测器在最大程度上利用了霍尔信号的真实信息,在每个数字控制周期内都能产生转速和转角的估计值,具有理想的估算效果。通过仿真和实验验证了所提方法的有效性,控制效果能够很好地满足中低端伺服应用需求。     

全闭环伺服驱动系统位置控制通信延时补偿技术

现代数控系统通常采用数控装置负责计算、伺服驱动器负责执行的结构理念,二者间的总线数据交互不可避免地存在通信延时,尤其在高速进给的应用场合中,为了避免由通信延时引起的超调及控制精度降低的问题,该文对全闭环数控系统时延问题展开研究。首先,基于双位置反馈控制架构,建立含通信延时的全闭环伺服驱动系统模型,采用频率根轨迹分析方法,分析通信延时对系统稳定性的影响,指出延时补偿的必要性。为了更好地对通信延时进行补偿,研究并设计Smith预估补偿器,分析Smith预估补偿器在应用中存在的模型失配问题,在此基础上,总结模型误差来源。最后,结合扰动观测器理论,设计基于扰动观测器的通信扰动观测补偿策略,解决模型失配问题在通信延时补偿中的影响,提高延时补偿方法的适用性和简易性。通过仿真验证所提算法的有效性。