永磁同步电机离散滑模位置估计与性能分析*

刘宜成，杨海鑫，王学庆，熊宇航

(四川大学电气工程学院，成都 610065)

0 引言

永磁同步电机作为一种结构简单、运行效率高、可靠性高的交流电机，被广泛应用于航空航天、电动汽车、机器人等领域[1]。转子位置的精确获取，是永磁同步电机控制系统中非常重要的一个环节[2]，常用方法有编码器和位置估计两种。在一些低成本、轻量化、强干扰的场景中，位置估计方法得到广泛应用[3]。

滑模观测器具有结构简单、高鲁棒性、易于实现等优点，被广泛应用于中高速永磁同步电机位置估计[4]。传统滑模观测器通常需要先设计定子电流滑模观测器[5-8]，利用滑模等效控制原理[9]获得反电动势估计值；然后，使用低通滤波器、观测器[10]等方法，获取平滑的反电动势估计值；最后，使用反正切、锁相环[11]等方法，获取电机位置信息。

传统滑模观测器使用的低通滤波器会导致反电动势估计值存在相位滞后，影响角度估计精度。陆骏等[12]根据Lyapunov稳定性理论，设计了滑模永磁同步电机直接转速观测器，省去了低通滤波环节，但需要准确的电机反电动势常数值；王丽华等[13]使用混合非奇异终端滑模，设计了新型位置观测器，避免了低通滤波带来的相位滞后问题，该方法使用微分器来获得电流观测值的微分，运算复杂，在低端控制芯片上较难实现；陆婋泉等[14]设计了基于扰动观测器反电动势连续估计方法，但并没有分析其在离散域中的收敛性，在实际应用时可能存在抖振较大，无法收敛的问题。……