黑船 · 8月14日

基于LPF改进的反电势观测器+锁相环PLL的永磁无感控制

导读:上期文章介绍的基于EMF+PLL的中高速永磁无感控制,其中决定转速和位置的估算精度的是反电势的获取。直接计算法很难保证反电势的估算精度,所以本期文章介绍一种基于LPF的改进型EMF观测器。

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一、基于LPF改进的EMF观测器

传统的EMF观测器的表达式为:

image.png

注:这里重点强调反电势的正负号,是因为后面的锁相环PLL的鉴相器需要考虑反电势输入的正负问题。

image.png

从上述公式推导可知,估计的电流与采样的电流作差得到e,再设计LPF的截止频率就完成了改进型EMF的设计。对比其它反电势观测器,改进型EMF结构简单易实现。

关于系统的稳定性分析,详细过程参考文献:

image.png

二、简述一阶低通滤波器LPF

一阶低通滤波器是一种选频装置,将一段信号的固定频率段给提取出来。所以设计LPF的重点就是确定这个截止频率,以确定提取的信号所在的频率范围之内。

LPF的实现过程:

image.png

三、Simulink仿真系统验证

image.png

image.png

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从图(4)、(5)可知,在相同的仿真验证工况下:基于LPF改进的EMF永磁无感控制估计的转速和位置,相比较传统的方法,估计的转速和位置精度明显提升。

四、总结

基于LPF改进的EMF,本质上就是一个调节器,其输入是估计电流和实际采样电流的误差,然后经过PI调节,输出反电势。

此改进型的EMF观测器,需要调试的参数只有一个K,实际应用中调试方便。

作者:浅谈电机控制
来源:浅谈电机控制

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