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。     

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。     

基于自适应滑模观测器无位置传感器PMSM控制方法研究

针对无位置传感器永磁同步电机控制存在的转子位置与转速估计精度不高的问题,结合自适应算法设计了一种新型的自适应滑模观测器。滑模自身机制引起的系统抖振问题是影响电机转子位置与转速估计的最大因素。为了降抖减振,采用连续的sigmoid阈值函数代替sign符号函数;提出一个反电动势自适应估计环节代替传统的低通滤波器,提高反电动势估计精度;此外为了降低转子位置及其转速的估计误差,采用锁相环对其进行估计。最后,基于200W的PMSM搭建实验平台对上述改进算法进行验证。结果表明:电机转子位置与转速估计稳态误差分别为0.129 rad、79 r/min,能够实现无位置传感器PMSM高精度控制。     

一种优化SMO的永磁同步电机转速抖振抑制方法

针对传统的滑模观测器在估计永磁同步电机转子位置和转速时存在的抖振问题,提出了一种基于滑模观测器的永磁同步电机矢量控制改进方法。基于传统滑模观测器的PMSM无传感器控制系统,其针对抖振问题,在传统SMO基础上进行了改进,提出了一种基于滑模新型趋近律和改进新型饱和函数结合的抖振抑制方法,使滑模控制具有更好的收敛速度和控制性能,有效的削弱了滑模抖振这一现象;开关增益改进为与给定转速成正比的变量,有效的改善了不同转速切换下抖振加剧的现象。仿真结果表明了新型滑模观测器的有效性,转子位置、转速的抖振得到显著抑制,测量精度得到显著提高。     

基于两级滤波的PMSM模糊滑模观测器控制

针对传统永磁同步电机(PMSM)控制系统中的转矩脉动大、抖振明显、反电动势估计精度差等问题,提出了基于两级滤波的PMSM模糊滑模观测器(SMO)控制.首先,在SMO中设计了基于变截止频率的低通滤波器,并结合模糊控制对观测器滑模增益实现自整定,并采用双曲正切函数抑制滑模抖振;其次,设计了修正反电动势观测器,来抑制反电动势...     

基于优化型滑模观测器的PMSM换相控制研究

为了提高正弦波永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制性能,研究一种优化型滑模观测器对PMSM反电动势进行估计,得到转子位置进而实现电机换相控制。为了得到平滑不含抖振的反电动势观测值,在优化型滑模观测器中构建一种新型切换函数代替传统符号函数。应用李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论,对优化型滑模观测器增益进行选取。仿真和实验表明,该方法能够准确估计PMSM反电动势和转子位置,实现了PMSM无位置传感器换相控制。     

一种永磁同步电机宽速域无传感器系统的控制策略

设计了一种改进型滑模观测器(SMO)实现永磁同步电机(PMSM)无传感器宽速域控制。使用反电动势观测器替代低通滤波器,避免了转子位置信息滞后的问题。在定子电流计算中引入随转速自适应调节反馈系数的反电动势反馈,减小了系统抖振,使宽速域下转子转速和位置估计更加精确。采用锁相环技术(PLL)来抑制高频信息,提取出准确的转子位置。基于d SPACE搭建了PMSM的快速控制原型试验平台,对无传感器控制系统进行了稳态和动态试验,结果验证了该算法的有效性。     

无位置传感器的PMSM系统优化与研究

研究了永磁同步电机(PMSM)基于滑模观测器(SMO)的无位置传感器控制方式,在进行转子位置估计时,传统SMO存在速度估算不精确和抖振等问题。系统采用饱和函数代替了传统开关函数来削弱抖振,采用变截止滤波器及锁相环模块来提取准确的速度、位置信号来解决上述问题。在Matlab环境下建立了仿真模型并进行分析。最后搭建了硬件平台,对系统硬件模块进行了测试,并对结果进行了分析。     

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。     

基于转子磁链观测器的五相容错PMSM开路故障下的无位置传感器控制

五相容错永磁同步电机（PMSM）开路故障模型的不对称性,影响了其无位置运行性能。该文提出一种基于转子磁链观测器的无位置控制策略。首先,该策略在容错模型基础上,构建基于指数趋近律的滑模观测器（SMO）以获取反电动势信号;其次,为抑制所观测反电动势中直流偏置、低频和高频谐波对转子位置观测精度的影响,设计一种改进型二阶广义积分器（ISOGI）,并将其和SMO级联构成转子磁链观测器;然后,采用锁相环技术从转子磁链中提取转子位置信息;最后,将该转子磁链观测器和容错控制策略相结合。实验结果表明,该策略提高了转子位置观测精度,实现了PMSM开路故障下的无位置高性能运行。     

基于改进滤波器的无传感器永磁同步电机新型滑模观测器设计

为了改善传统滑模观测器(SMO)无传感器永磁同步电机(PMSM)高频抖振问题,提高无传感器PMSM观测性能,在传统SMO的基础上采用Sigmoid函数作为切换函数以减小抖振。同时,通过低通变截止滤波器和卡尔曼滤波器组合的级联滤波器进行滤波以去除高频信号,并降低测量噪声和测量误差,最后运用锁相环技术(PLL)提取电机转速信息和位置信息。采用MATLAB/Simulink仿真的手段来验证改进的SMO有效性和可行性。仿真结果表明,采用改进的SMO比传统SMO具有更高质量的观测信号,并且控制系统动态和静态性能较好。     

基于模糊滑模观测器的永磁同步电机进给系统速度估计

为解决目前伺服系统中采用机械位置传感器所存在的诸多缺点,提出一种用于永磁同步电机(PMSM)进给系统的模糊滑模速度观测器,实现无速度传感器控制。针对传统滑模观测器的抖振问题,采用Sigmoid函数代替传统理想开关函数,并引用模糊控制器自适应调整滑模增益以减小抖振,实现软切换连续控制。估计反电动势可以直接由控制函数的输出获得,省略了传统观测器中的低通滤波器和相角补偿。利用李亚普诺夫函数证明了设计的滑模观测器的渐进稳定性。仿真结果表明:设计的模糊滑模观测器能够对PMSM转子速度进行精确辨识,并有良好的动、稳态性能。     

基于改进双滑模的永磁同步电机无传感器控制

针对永磁同步电机中速度环传统比例积分控制(proportional integral,PI)超调量过大与传统滑模观测器(sliding mode observer,SMO)存在的高频抖振等问题,提出一种基于新型微分积分滑模控制器及新型滑模观测器的无感控制方法。该方法用新型微分积分滑模控制器代替PI控制器,采用连续函数代替开关函数以减轻抖振,用指数趋近律设计滑模观测器并估计反电动势,并根据反电动势设计自适应律以避免低通滤波器的使用,得到较为精确的转子位置。最后通过MATLAB/Simulink搭建模型,结果表明该方法具有削弱抖振、无超调、准确估计转子位置的特点,转速最大误差从18下降至2.5 r/min,转子位置误差从0.048下降至0.021 rad。     

永磁同步电机分数阶滑模观测器的设计

针对传统滑模观测器在估计永磁同步电机(PMSM)电机转速时存在的抖振,以及转子位置与速度的观测精度不高等问题,设计一种基于分数阶微积分理论的滑模观测器。首先,在传统滑模观测器的基础上引入分数阶滑模面,并根据Lyapunov稳定性理论设计出分数阶滑模控制律,利用饱和函数削弱滑模系统的抖振,然后将分数阶理论应用到锁相环中,采用锁相环从反电动势中提取转子位置和速度信息。最后,通过Simulink建立永磁同步电机的无传感器矢量控制模型,仿真结果显示提出的方法具有比传统滑模观测器具有收敛快、抖振小和观测精度高等优点。     

一种新型IPMSM无位置传感器矢量控制系统研究

针对内插式永磁同步电动机(IPMSM)的凸极性,推导出其在两相静止坐标系下基于扩展反电动势(EEMF)的数学模型,在此基础上构造一种新型滑模观测器(SMO)用于实现无位置传感器矢量控制.该观测器引入估算扩展反电动势反馈,分析了反馈系数对观测器稳定性及扩展反电动势估计准确性的影响,提出一种反馈增益系数的自适应算法,拓展了滑模观测器在低速段的观测范围.为了削弱系统抖振的影响、提高观测值的精度,采用一种可变边界层厚度的饱和函数替代传统观测器中的符号函数,并基于锁相环(PLL)方法提取转子位置和速度信息.搭建基于新型滑模观测器的IPMSM无位置传感器矢量控制平台,实验验证了该观测器在低速段估算转子位置和速度的有效性.该控制方法具有调速范围宽、鲁棒性强等特点且算法简单、易于实现.     

基于DSMO的无位置BLDCM控制策略研究

永磁无刷直流电机(BLDCM)是多变量、强耦合的非线性系统,为改善连续域的控制方法不能较好预测系统的稳定性,提出基于离散滑模观测器(DSMO)的无位置BLDCM控制方法,并引入Sigmoid函数作为滑模观测器的控制函数,以削弱抖振;同时构建离散反电动势观测器直接提取反电动势信号,并利用李雅普诺夫理论证明其稳定性,进一步引入坐标旋转数字计算(CORDIC)算法,以提高电机转子位置的估算精度。实验结果表明,该控制策略能准确估计电机转子位置,同时削弱观测器的抖振问题,提高系统精度和可靠性。     

基于改进滑模观测器的PMSM无速度传感器

针对基于滑模观测器的永磁同步电动机的无位置传感器存在的抖振问题,采用了饱和函数替代开关函数。通过引进饱和函数降低抖振,然后从反电动势中提取转速和转子位置信号,减小计算转角和转速的误差和复杂性,最后利用Matlab平台对提出方法进行验证,实验结果表明改进的滑模观测器不仅鲁棒性强,而且在一定程度上抑制了抖振,在动态性能和精度上与传统滑模观测器比较有一定提高。     

基于改进SMO的无传感器IPMSM转子位置估计

为了优化传统滑模观测器(sliding mode observer,SMO)的高频抖振、响应时间长、估算误差大等问题,提出一种改进SMO.将传统SMO中的符号函数替换为新型分段指数函数来减少系统的高频抖振,舍弃误差较大的反正切算法,使用锁相环估算出IPMSM的转速和转子位置信息.使用Lyapunov稳定判据证明了改进SMO的稳定性,并通过MATLAB/Simulink搭建了基于内置式永磁同步电机的改进SMO无传感器控制策略模型,并进行仿真分析.仿真结果表明相比于传统SMO,改进SMO的转子位置估计误差从0.05优化到0.025 rad,系统转速估计响应时间减少50％,转速估计误差减少85％.证明了改进SMO有更高的动态性能和估计精度.