基于SOGI-PLL的永磁同步电机转子位置估计方法

基于滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制关键在于获取反电动势信号(EMF),由于滑动控制的不连续性,系统存在抖振,并且经过低通滤波器消除高频干扰过程会导致相位滞后,需要一定的相位补偿。结合滑模观测器(SMO)和锁相环(PLL),能够快速准确获得电机转子位置,并针对所测转速含有高频噪声需要滤波的问题,引入二阶广义积分器(SOGI)对反电动势进行滤波,选取合适的谐振频率,消除相位滞后。实验结果表明,与传统方法相比,基于SOGI-PLL的永磁同步电机滑模控制有效地提高了系统的动态性能和稳态精度。     

改进SMO的高速永磁同步电机无传感器控制研究

对于高速永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制研究中,针对传统滑模观测器(SMO)存在滑模抖振,以及在观测到的反电动势信号经过低通滤波器(LPF)消除高频谐波造成的相位滞后的问题和高速下由于电流采样造成的数字延时问题,提出一种基于二阶广义积分器-锁频环(SOGI-FLL)的改进SMO方法。针对上述问题,首先利用双曲正切函数来代替sign函数,来减少滑模的抖振;然后引入SOGI-FLL代替LPF来对观测的反电动势进行滤波,进而消除相位滞后。其次在此基础上补偿由于数字延时造成的角度误差。最后搭建PMSM实验平台验证此方法的可行性,实现PMSM无位置传感器控制在中高速域转子速度和位置的准确估算。     

PMSM无位置传感器控制中数字滑模观测器抖振现象分析与抑制

通过对永磁同步电机(PMSM)反电动势滑模观测器观测结果进行加窗快速傅里叶变换(FFT)频谱分析,发现抖振信号频谱范围较宽、幅值较大,观测结果无法直接使用,低通滤波器使得观测信号发生变化,难以精确补偿。本文提出了一种以电流和磁链为观测对象的扩展滑模观测器,磁链观测结果由磁链实际值和经过滤波后的抖振信号组成。根据磁链观测结果的频谱分析,抖振现象的影响可以忽略不计,转子角度可以由磁链观测结果直接计算,不需要低通滤波,避免了相位滞后。着重分析了速度估计误差对观测结果和转子角度计算的影响,并以此为基础进行反馈矩阵计算。仿真和实验结果表明该方法能够准确计算出电机的位置和速度,使系统具有良好的稳态精度和动态性能。     

永磁同步电机新型滑模观测器无传感器控制

为了减少永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)滑模观测器(sliding mode observer, SMO)无传感器控制策略的高频抖振,提出了一种基于模型参考自适应滑模观测器无传感器控制方法。通过扩展滑模观测器得到静止坐标系下的反电动势估计值,运用模型参考自适应的方法建立速度观测器获得转速估计值和新的反电动势,并将反电动势带入到改进型锁相环(phase-locked loop, PLL)中处理获取位置角。仿真和试验结果表明,与相比传统SMO的锁相环位置估算方法,显著减小滑模抖振分量,提高系统动态性能。     

基于改进滑模观测器的PMSM无位置传感器控制

在传统的滑模观测器(SMO)中,反电动势观测值的低通滤波及相位补偿环节会降低转速观测的精确度和动态响应速度。针对该问题,构建反电动势观测器用于分离反电动势信号,不再需要进行低通滤波和转子角度补偿,减小了SMO的抖振现象并且提高了观测器的精度。在此基础上,采用锁相环(PLL)替代反正切函数,估算转子转速和位置,并且采用Lyapunov函数证明了算法的稳定性。实验结果验证了改进SMO的可行性,与传统SMO相比,有效地抑制了抖振现象,提高了观测精度。     

基于改进ASMO的永磁同步电机无传感器控制策略

针对永磁同步电机(PMSM)无传感器控制系统中存在滑模高频抖动,转子位置估算误差较大等问题,在传统滑模观测器(SMO)的基础上,提出了一种改进自适应滑模观测器(ASMO),并使用Lyapunov定理证明了该观测器的稳定性。通过采用分段指数函数代替传统开关函数,结合锁相环(PLL)技术从反电动势中提取转子位置和转速信号,可以有效抑制抖振,减小观测误差。MATLAB仿真结果表明:与传统SMO相比,改进后的ASMO受转速变化影响较小,具有更高的精度和良好的动态性能。     

基于滑模观测器的无刷直流电动机无位置传感器控制

本文以无刷直流电动机作为研究对象,研究了一种基于滑模观测器的无刷直流电动机无位置传感器控制方法。采用基于线电压的滑模观测器,实现线反电动势、转子位置和转速的估算。该滑模观测器采用改进的指数趋近律,能够有效地减小观测器输出抖动。仿真实验结果表明该滑模观测器能准确估算出转子位置和转速,验证了此无位置传感器控制方法的有效性。     

PMSM改进型滑模观测器无传感器参数辨识

为解决经典滑模观测器由于不连续开关函数而存在的抖动问题,文中提出了一种基于双曲正切函数的滑模观测器来对电机的反电动势进行估计。同时,为消除由低通滤波器引起的相位延迟以得到比较准确的转子位置与速度信息,将观测器得到的反电动势信息及转子位置构造成一个锁相环。在锁相环中输入信号通过比例积分环节获得电机的转速与转子位置信息。仿真及实验结果表明:改进后的滑模观测器能够有效实现对永磁同步电机速度和位置比较精确的辨识,有效抑制了抖动问题。     

基于改进型滑模观测器的永磁同步电机分数阶微积分滑模控制

为了提高永磁同步电机调速系统的控制性能,结合滑模控制与分数阶微积分理论,设计了分数阶积分滑模转速控制器和改进型滑模观测器。针对转速控制器,采用基于反双曲正弦函数的新型趋近律削弱系统抖振,同时分数阶控制为系统提供了更多的控制余度,可以增强系统鲁棒性并进一步减小系统抖振。针对观测器,设计了采用新型趋近律fal函数的滑模观测器来获取反电动势估计值,利用分数阶锁相环技术提取反电动势中的转速和位置信息,有效提高了转子速度和位置的估计精度。通过仿真验证了所提出方法的可行性与有效性。     

永磁同步电机旋转坐标系滑模观测器设计研究

针对内置式永磁同步电动机在螺旋桨重载工况下,两相静止坐标系滑模观测器中扩展反电动势幅值大小易受螺旋桨负载影响的问题,在两相旋转坐标系下设计一种新型滑模观测器用以实现内置式永磁电动机转速及转子位置观测。采用李雅普诺夫稳定性理论对所设计的滑模观测器进行了稳定性分析,得出电动机转速估算表达式,避免了扩展反电动势的观测。对所提出的永磁同步电动机无速度传感器控制策略进行仿真分析和试验研究,结果表明设计的滑模观测器能够准确实现永磁电动机的转速估算,系统具有良好的动态响应性能,验证了该控制策略的有效性与可行性。     

基于复合二阶广义积分器的永磁同步电机转子位置与转速估计

传统的基于状态估计的反电动势观测器估计到的反电动势存在相位滞后,用于永磁同步电机转子位置估计时会造成估计角度的均值偏差。提出一种改进的反电动势观测器,可以无相差估计反电动势。为消除控制算法、死区效应、负载扰动等引起的谐波和高频噪声的影响,将二阶广义积分器-锁相环(SOGI-FLL)算法引入永磁同步电机转子位置和转速估计领域,提出了复合SOGI-FLL(CSOGIFLL)算法,提高了转子位置和转速估计的动态性能,增强了对谐波和噪声的抑制能力。最后搭建实验平台,通过稳态和动态实验验证了所提设计方法的有效性。     

基于凹函数的BLDCM滑模观测器控制研究

针对传统滑模观测器的高频抖振问题,在分析已有的控制函数情况下,研究了一种新的凹控制函数,并理论证明了采用凹控制函数比已有的控制函数得到的观测反电动势抖振更小。提出了基于凹控制函数的滑模观测器来估算反电动势,并用归一化方法处理该估算反电动势,利用锁相环提取转速和转角信息。仿真结果表明,该方法能准确估算反电动势和转子位置角信息,有效地削弱了抖振,提高了转子位置角精度。     

基于改进滑模观测器的无刷直流电机无位置传感器矢量控制

本文针对正弦波反电动势的无刷直流电机(BLDCM),提出了一种基于改进滑模观测器的无位置传感器控制方法,实现了无刷直流电机在无位置传感器下的速度和电流双闭环矢量控制。改进的滑模观测器采用变滑模增益的符号函数构建电流观测器,反电势观测器提取反电动势估计值,并通过锁相环方式计算转速和位置。利用Matlab/Simulink搭建了BLDCM无位置传感器矢量控制系统仿真模型,仿真结果表明,该方案能够更好地实现BLDCM在中高速范围内的转子位置和转速估计。     

基于滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制

研究了一种基于滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制方案。通过深入分析永磁同步电机(PMSM)的数学模型,提出用滑动模态观测器(SMO)对无位置传感器PMSM转速实现估算。由于引入低通滤波器易引起相位延迟,因此构建一个锁相环将观测的转子位置角和反电动势结合起来,以得到比较准确的转速。锁相环中的电机转速信息是由信号通过比例积分环节后得到的。仿真结果验证了控制方案的有效性和可行性。     

改进型自适应滑模观测器的PMSM无速度传感器

为了实现永磁同步电机的无速度传感器控制,提出了一种改进型自适应滑模观测器算法。该自适应滑模观测器通过引入电角速度的参与得到了扩展反电动势的估计值,然后进一步得到转子磁链的估计值,最后通过基于锁相环结构得到转子位置和速度。与传统滑模观测器相比,改进型自适应滑模观测器算法提高了转速的估计精度和稳定性,同时减小了系统抖振,提高了系统鲁棒性。最后以TMS320F28335DSP为核心芯片搭建了永磁同步电机硬件平台,仿真与实验结果验证了该方法的有效性和实用性。     

基于转子磁链模型的永磁同步电机转子位置估计策略

提出一种基于改进滑模观测器(SMO)和正切函数锁相环(PLL)结构的永磁同步电机无位置传感器转子位置估计策略。改进滑模观测器采用与电机转子电角速度相关的自适应反馈增益,引入幅值恒定的磁链分量计算电机转子位置,避免电机转速大小变化影响转子位置估计精度。为避免电机正、反向旋转切换导致的位置估计误差,建立了基于正切函数的锁相环结构,使得系统在各个平衡点均渐近稳定。与传统基于反电动势的位置估计策略相比,该文所提位置估计策略能够有效克服低转速工况下位置估计不准确以及转向突变导致的位置估计误差增大问题。最后将该文所提位置估计策略与传统基于反电动势的位置估计策略进行对比实验,实验结果验证了该文策略的有效性和实用性。     

基于磁链滑模观测器的IPMSM无传感器控制系统研究

本文根据内置式永磁同步电动机(IPMSM)的线性磁链模型,以定子电流和线性磁链为状态变量构建磁链滑模观测器,用于从观测磁链中提取位置信息实现无速度传感器控制。观测器中用实际电流与重构电流偏差构建滑模切换面,将得到的等效控制信号经反馈矩阵引入线性磁链模型中,利用磁链误差方程的滤波特性消除抖振分量,得到正弦度高的观测磁链。然后利用锁相环的频率跟踪特性,从磁链观测值中提取转子位置角及转速信息。与传统反电动势滑模观测器相比,无需低通滤波器,提高了位置辨识精度,具有更快的动态响应。仿真和实验验证了该控制方法的有效性。     

基于二阶滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制

为了准确估计永磁同步电机的转子位置与速度,提出一种二阶滑模观测器.该观测器在传统线性滑模面基础上引入了混合非奇异终端滑模面,避免了常规滑模观测器由于低通滤波所产生的相位滞后问题,同时可以提高转子位置与速度的估算精度.为了保证观测器的稳定并抑制滑模固有的抖振现象,设计了滑模控制律.最后,采用具有锁相功能的转子位置与速度跟踪算法从观测的反电动势中解调出转子位置和速度信息.仿真和实验证明了所提观测器的正确性.     

基于全局快速终端滑模观测器的无刷直流电机无位置传感器控制

无刷直流电机(BLDCM)位置传感器的存在影响控制系统的可靠性、体积和成本,所以控制系统常采取无位置传感器的控制方法。提出了基于全局快速终端滑模观测器(GFTSMO)的无位置传感器控制策略,所提出的滑模观测器结合了非奇异终端滑模观测器(NTSMO)和线性滑模观测器的优点。该观测器引入了混合滑模面,具有全局快速收敛性和较好的跟踪精度,减少了常规滑模观测器的相位滞后问题,提高了转子位置与速度的估算精度。设计了高阶滑模控制律,保证观测器的稳定性并抑制抖振现象,可以得到平滑的反电动势信号。实验结果表明,所提出的控制策略能够准确估计得到无刷直流电机的线反电动势,加快收敛速度,系统具有较好的静、动态特性。实验结果验证了所提出控制方法的有效性。     

基于混合终端滑模观测器的永磁同步电机位置和速度估计方法

传统滑模观测器受固有抖振特性影响,且有低通滤波器带来的反电动势观测幅值削弱和观测相位偏移,从而导致永磁同步电机(PMSM)控制精度降低。为解决该问题,提出了一种基于二阶混合终端滑模观测器的PMSM位置和速度估计方法。基于线性滑模与混合终端滑模的二阶滑模切换面,设计合理的滑模控制律,有效抑制传统滑模方法的固有抖振特性,并且能够避免使用低通滤波器所带来的反电动势观测幅值削弱和相位偏移问题,有效提高转子位置和转速的估计精度。在此基础上,进一步分析了该滑模观测器对于电机定子电阻和电感参数摄动的鲁棒性。试验结果证明了所提混合终端滑模观测器的有效性、实用性和优越性。