基于改进型SMO的PMSM无位置传感器控制策略.pdf

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1、第48卷第9期电力电子技术Vo1．48，No．92014年9月PowerElectronicsSeptember2014基于改进型SMO的PMSM无位置传感器控制策略徐志威，张旺，吴克伟，魏冲(河南省电力勘测设计院，河南郑州450007)摘要：建立了基于永磁同步电动机(PMSM)的传统滑模观测器(SMO)的数学模型，分析了其优缺点，并对传统SMO进行了改进。改进型SMO可有效抑制传统SMO中的抖动问题，降低系统干扰对转速和转子位置角估计值的影响．增强系统的鲁棒性，提高系统的控制性能。仿真和实验结果验证了基于改进型SMO

2、的PMSM无位置传感器控制方法的可行性和有效性。关键词：永磁同步电动机；传感器；观测器中图分类号：TM351文献标识码：A文章编号：1000—100X(2014)09—0020—03PositionSensorlessControlStrategyofPMSMBasedonModifiedSMOxuZhi—wei，ZHANGWang，WUKe—wei，WEIChong(HenanElectricPowerSurveyandDesignInstitute，Zhengzhou450007，China)Abstract：Th

3、emathematicalmodeloftraditionalslidingmodeobserver(SMO)basedonpermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)isestablishedandbasedonanalysisofitsadvantagesanddisadvantages，thetraditionalSMOisim·proved．ThemodifiedSMOcanrestraintheiitterprobleminthetraditionalSMO，reducethei

4、nterferenceeffectontheestimateofspeedandrotorpositionangle，enhancetherobustnessofthesystemandimpmvethecontrolperformance．ThefeasibilityandefectivenessofthePMSMsensorlesscontroltechnologybasedonthemodifiedSMOareverifiedbythesimulationandexperimentalresults．Keywor

5、ds：permanentmagnetsynchronousmotor；sensorless；observer1引言誓=一gs"et~+，誓=一芒+塑Ls()PMSM的转子位置和转速信息由光电编码器e．=-k~sinO，eB=，c0s(2)和霍尔传感器等器件获得。但额外的传感器增加式中：i，，u，，e，e口分别为Ot，卢坐标系下定子电流、电了系统成本。降低了系统的鲁棒性和可靠性。为解压和反电动势；k为反电动势系数；L为定子电感；R为定决上述问题．PMSM的无位置传感器控制技术应子电阻；山，0分别为电动机电角速度和电角度。

6、运而生其控制方法有反电动势法【1J、高频信号注由式(2)可知，反电动势中包含了PMSM的转入法【、扩展卡尔曼滤波器法『31、SMO法【4J等。SMO速和转子位置信息。因此，只要获得电机的反电动法对电机参数变化及扰动不敏感．具有较强鲁棒势信息．就可计算出电机的转速和转子位置。传统性。在此采用SMO对PMSM的转子位置和转速进的SMO可以观测出PMSM的反电动势信息。根据行估计。基于PMSM传统SMO的数学模型，分析式(1)和滑模控制理论，在O／，卢坐标系下，PMSM了其优缺点。并对其进行了改进。改进型SMO能的SMO动态

7、方程为：有效抑制传统SMO中的抖动问题。降低系统干扰一鲁+一，⋯，卢(3)对转速和转子位置角估计值的影响，提高系统的式中：i，it为SMO观测出的定子电流i在，卢坐标系上控制性能，尤其是PMSM低速区的控制性能。的分量；k为系数，k>0；当x>0，sign(x)=l；当x=0，sign(x)=2系统的基本原理与设计0；当x<0，sign(x)=-I。2．1基于PMSM的传统型SMo滑模面为：s=is'-is=[一一IT(4)PMSM在，坐标系下的数学模型可描述为：当滑动模态重复出现时，根据滑模控制理论有s=ds／dt=

8、O。结合式(1)，(3)和s=ds／dt=O可得：定稿日期：2014—03—03fe~=ksign(if-i)，e~=ksign(ia)作者简介：徐志威(1985一)，男，湖北黄冈人，硕士研究生，=gn(a)，=sign()研究方向为超高压输电网的优化与设计。20基于改进型SM0的PMSM无位置传感器控制策略由式(5)第1，2式估