改进滑模观测器的PMSM无速度传感器控制

何世君

(黑龙江科技大学 电气与控制工程学院,黑龙江哈尔滨，150000)

0 引言

在动车、高铁和地铁等牵引控制中，学者王远东[1]发现在PMSM中速度传感器在很多条件下提供的数据精确性不高，电机操控系统开支变大，增加机身重量且很难维护等问题。因此王正等[2]提出使用无速度传感器滑模观测器的方法观测PMSM定子电压，获得电机的转速和转子位置。本文采用带饱和幂次函数的趋近律设计，在趋近律中引入饱和函数和幂次项。这样就可以有效地减小了系统输入信号的幅值，从而系统的抖振得到了有效的削弱，同时可以追踪实际转动速，使系统的可靠性大为提高。

1 PMSM的数学模型

PMSM在静止α-β坐标系当中的定子电压方程式如下：

式中：uα——永磁同步电机中α坐标分量电压

uβ——永磁同步电机中β坐标分量电压

Rs——永磁同步电机中外电阻

es——永磁同步电机内部电压

2 改进滑模观测器的PMSM无速度传感器控制系统的设计

2.1 改进趋近律滑模观测器的设计

滑模变构造是指变结构操控当中的一种操控方法，是一种处理非线性体系问题的方式。

考虑到常见的情况，设计一个切换平面

图1 两种滑模观测器作用下系统位置输出结果与观测结果

在滑模变结构当中，终止点拥有特别作用，而起始点和通常点作用不大。当运动点在切换平面上的某一个区域当中都成为终止点的时候，且一旦靠近这个区域就会在它里面移动。这时候这个区域被称为“滑动模态”区域，即“滑模”区域……