基于自适应滑模观测器的PMSM 无传感器控制

赵仙花，夏宇敬，高兴超，史振萍，吴延霞

（253023 山东省 德州市 德州学院 能源与机械学院）

0 引言

永磁同步电动机（Permanent Magnet SynchronousMotor，PMSM）因其结构简单、体积小、质量轻、功率密度高等优点，得到了广泛应用。近年来，永磁同步电机无传感器控制技术成为了国内外研究人员研究的热点[2-4]。目前实现高动态性能永磁同步电机控制的两种主流控制策略是矢量控制和直接转矩控制[1]，其中矢量控制应用最广，最成熟。矢量控制系统的关键是转子位置和转速信息的准确获取，以前通常是采用机械传感器来获取转子位置和转速，这样不仅增大了系统的成本和体积，同时也降低了可靠性。

滑模观测器对内部参数变化不敏感、对外部扰动的鲁棒性以及对数学模型精度要求不高，适用于永磁同步电机位置和速度的估算方法[5]，但是传统的滑膜观测器由于采用了高频切换开关函数，给系统带来了一系列问题，如抖动、鲁棒性差、趋近速度慢等，影响了系统控制精度，制约了其应用。

为了提高永磁同步电机无传感器控制系统的整体性能，本文在分析传统趋近律滑模结构的基础上，通过选取指数项、系统状态可变项和终端项并结合非奇异终端滑模设计了一种自适应非奇异终端滑模观测器。

1 永磁同步电机的数学模型

在不影响控制性能的前提下，为了简化分析，忽略磁路铁心的饱和，不计磁滞和涡流损耗影响，假设绕组中感应电势波形为正弦波[6]，则在α-β静止坐标系下永磁同步电机电流方程可写为