同步旋转坐标系下的BLDCM滑模观测器算法设计

（东华大学机械工程学院，上海 201620）

无刷直流电机具有结构简单、调速性能好、运行效率高、控制简单、维护方便等优点，已经在许多工业领域得到广泛应用[1-2]。工业上通常采用位置传感器实时获取电机转子位置和速度信息，以实现高效的矢量控制，位置传感器带来了安装成本高、信号可靠性差、恶劣环境下稳定性差等问题。因此，无位置传感器控制技术可以有利于电机驱动系统的可靠性、简化系统结构、降低运行环境要求，具有重要的研究意义[3-5]。

目前比较有效的转子位置估计方法主要有两种。一种是通过观测电机反电动势或磁链实现位置估计，另外一种是基于转子的凸极效应的高频信号注入法。文献[6]提出了一种基于一类特殊设计的扰动观测器的反电动势观测器，该方法不含微分环节且不需要加入低通滤波器。文献[7]针对滑模观测器的抖振问题，使用Signmoid函数代替滑模观测器中的符号函数。文献[8]提出了一种基于两级滤波的滑模观测器。文献[9]提出了一种结合自适应律的滑模观测器算法，使系统具备良好的控制性能。文献[10]采用了一种高频信号注入的方法检测转子位置，该方法在低速时具有优良的控制性能。

为了进一步简化矢量控制系统，提高控制系统的可靠性，本文直接在同步旋转坐标系建立滑模观测器算法。观测器通过电机电流等信息估算出扩展反电动势，并且通过锁相环技术从估算的d，q轴反电动势中提取转子的速度与角度信息。……