黑船 · 10月21日

表贴式永磁同步电机无感控制-基于滑膜观测器SMO法

导读:在全速域范围内,一般的永磁同步电机无感控制要分为低速区域和高速区域两个部分。原因在于常规的方法是利用模型建立反电动势观测器来求解转子位置信息,但其只适合在中高速区域。本文介绍一种基于滑膜观测器SMO法+PLL的方法。

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一、引言

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图1 永磁无感控制方法分类

永磁同步电机无速度传感器控制方法大体可以分为3类:一、基于电机的理想模型的开环计算的方法;二、基于各种观测器模型的闭环算法;三、以高频注入法为代表的基于电机非理想特性的算法。这些方法各有优缺点,适用于不同的应用场合。

二、基于滑模观测器SMO的建立

滑模控制是一种特殊的非线性控制系统,它与常规控制的根本区别在于控制的不连续性,即一种使系统“结构”随时变化的开关特性。这种方法实现的关键在于滑模面函数的选取和滑模增益的选择,既要保证收敛的速度,也要避免增益过大而引起电机运行时产生过大的抖振问题。由于滑模控制对系统模型精度要求不高,对参数变化和外部干扰不敏感,所以它是一种鲁棒性很强的控制方法。在三相PMSM控制系统中,该方法是基于给定电流与反馈电流间的误差来设计滑模观测器(Sliding Model Observer ,SMO)的,并由该误差来重构电机的反电动势、估算转子转速和位置。

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三、Simulink仿真验证

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图4 传统滑模观测器结构图

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图5 基于SMO观测器的永磁同步电机无感控制系统仿真

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图6 速度估计波形变化

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图7 位置估计波形变化

基于SMO观测器的无感控制,转速和位置估计都能根据控制指令的变化而变化。

END

作者:浅谈电机控制
来源:浅谈电机控制

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