基于新型锁相环的水下推进永磁同步电机无位置传感器控制∗

陈尧伟，曾庆军，戴晓强，吴 伟，李宏宇

(江苏科技大学电子信息学院，江苏 镇江 212000)

近年来随着我国对海洋资源越来越关注，水下机器人、水面无人艇以及滑翔机等航行器也得到了很大的发展。如果想要实现航行器在广阔而复杂的海洋环境中长时间的安全稳定的作业，就必须对水下推进系统提出较高的性能要求。永磁同步电机(PMSM)因具有结构简单、可靠性高、功率密度大等优点，作为水下推进器的核心动力设备具有非常好的前景[1]。

目前，对于PMSM 使用最广泛的的控制方式是矢量控制，而水下的工况复杂，环境恶劣，选择带霍尔的位置传感器，会出现水下腐蚀较快、容易损坏、不易维修等问题，所以无位置传感器控制应运而生。在无位置传感器控制中，最需要辨识得到的参数就是转子的速度和位置，而通过电机模型可知，电机反电动势中包含有转子位置信息，有大量的学者和专家提出了辨识转子位置参数的方法，包括观测器法，构建虚拟中性点法以及智能算法。目前研究较多的是使用观测器法，龙伯格观测器具有原理简单、辨识精度高、反应速度快等特点而被广泛应用于永磁同步电机无位置传感器控制[2]。

文献[3]也是通过构建龙伯格观测器来估测反电动势，再通过反正切函数计算得到转子的位置和速度信息。文献[4]通过构建滑模观测器来估测反电动势，通过锁相环(本文称此锁相环结构为传统锁相环)计算得到转子位置和速度信息。……