基于改进滑模观测器的双定子电动机控制系统研究

许珈宁，王雯靓，李志国，李 岩

(国网阜新供电公司，辽宁 阜新 123000)

1 双定子永磁无刷电动机概述

双定子永磁无刷(DS-PMBL)电动机是永磁无刷电动机的一种，它继承了其所固有的高效率、高功率密度以及过载能力强等优点，同时，由于克服了永磁电动机弱磁调速困难，并提升了电动机的内部空间的利用率，因此可以产生更大的转矩，电动机的转矩密度得到进一步增强[1-3]。文献[4-5]推导了DS-PMBL电动机的数学模型，为今后深入研究该种电动机奠定了理论基础。

在DS-PMBL电动机控制系统中，为了获得电动机转速及转子位置信息，需要安装位置传感器，并且对其精度和分辨率都有较高要求，位置传感器不仅价格昂贵，而且在恶劣环境下，其可靠性及耐用性也会降低，并且安装工艺也较为复杂。目前，通过无位置传感器技术来替代这些传感器，以提高控制系统的稳定性和鲁棒性。无传感器技术是指分析电动机的数学模型，不断修正估计电流与实际电流之间的误差，以此来估测电动机的转速及角度信息[6-7]。

文献[8-10]设计了滑模观测器(SMO)来测算电动机参数，该方法具有较强的稳定性，但是滑模变结构有一定的抖振和低速下的启动困难等问题。本文采用饱和函数对传统SMO进行改进，并增加了截止频率随转速变化的变截止频率低通滤波器(LPF)、引入卡尔曼滤波器对反电势再次进行滤波，并使用锁相环计算出转子位置和转速信息，经过改进的滑模观测器能够显著地抑制扰动，并且估测信息精度得到明显提升，提高了系统的稳定性。……