基于滑模观测器的无位置传感器PMSM控制研究

王海涛，皮佑国

（华南理工大学 自动化科学与工程学院，广东 广州510641）

1 引言

永磁同步电机（PMSM）具有体积小、效率高、调速性能好的优点，近年来在工业控制领域得到了日益广泛的应用［1］。由电机理论知道［2］，同步电机有它控方式和自控方式2种运行控制方式。它控方式不依赖转子位置信息，通过驱动电源的频率和电压来实现同步电机转速控制。这种控制方式的优点是不需要电机转子加装位置传感器，减少了成本，也减少了系统的故障点；缺点是因为定子电源独立控制，必须解决同步电动机的失步问题，因而控制性能较差。与之相对应，自控方式的驱动电源是通过安装在转子轴上的传感器获得的转子位置信号来控制电源的电压矢量而进行速度控制。由于自控方式按照转子位置进行切换，有效解决了同步电动机运行中的失步问题，缺点是增加了设备，成本增加的同时故障点也会增加。

如何将2种方式优点结合，既不要位置传感器又能按照自控方式运行来获得较高性能和低成本，无位置传感器控制技术引起了广泛的关注。基本的思路是采用智能方法来预测转子位置，用转子位置预测取代位置监测。预测方法主要有磁链估计法、模型参考估计法、卡尔曼滤波器、滑模观测器等方法。文献［3－4］采用磁链估计法，通过计算定子磁链空间矢量来预测转子位置；文献［5］采用模型参考估计法，通过假定转子位置，不断修正位置偏差来预测转子位置；……