基于EKF的PMSM无传感器控制仿真分析 ①

毕 峰, 贾晓芬

(安徽理工大学 机械工程学院，安徽 淮南 232001)

0 引 言

永磁同步电机具有结构灵活紧凑、起动转矩大与电枢反应小、高效率与低温升、可靠性与性价比高等益处。近年来，随着永磁材料的性能改善、电子电力技术逐步提高以及生产技术不断改进[1]，永磁同步电机(PMSM)已经深入应用到医疗设备、航空航天、家用电器、军工航海、工农业生产等各个领域中。然而，PMSM是具有强耦合性和复杂多变性的非线性系统[2]，要实现良好的转速和转矩控制比较困难，因而采用一定的控制算法来改善电机的控制性能显得非常重要。

随着矢量控制理论的引入和微型计算机技术的不断成熟，PMSM矢量控制主要分为有传感器和无传感器控制。在采用磁场定向矢量控制时[3]，关键是需要准确判断出转子位置和速度来实现有效闭环控制。然而，工程应用中往往是在电机转子轴上安装一系列机械传感器，这会带来众多问题[4-5]，例如:提高了系统成本、尺寸和重量，同时降低了系统可靠性和抗干扰性，增加了驱动系统硬件复杂性，从而导致电机系统控制性能恶化。无传感器矢量控制则不存在这些问题，它是通过检测电机绕组中的相关电信号来实现转子位置和速度的估计，代表了三相PMSM控制系统的发展趋势。为此众多科研学者大量研究如何省略电机转子速度/位置传感器，当下高性能无传感器矢量控制技术的广泛应用势在必行，已成为电机控制领域的一个热门话题。……