非奇异滑模结构的IPMSM无位置传感器电机闭环结构控制方法技术

本发明专利技术涉及一种非奇异滑模结构的IPMSM无位置传感器电机闭环结构控制方法，首先，为了提高速度动态响应，准确地解耦D‑Q轴电流，设计了一种快速的非奇异端滑模控制。它将线性滑模因子与传统的非奇异终端滑模相结合，统一应用于位置观测器、速度调节器和电流调节器。在此基础上，对位置观测器、速度和电流调节器进行了比较分析。本发明专利技术所述的快速滑模结构具有以下优点：1)FNTSM解决了传统NTSM的缺点，具有较好的收敛能力，适用于动态响应速度要求较高的轨道交通区域；2)此快速非奇异端滑模控制可以消除数字延时，有效的提高了收敛速度和稳定性。

Closed loop structure control method of IPMSM sensorless motor with nonsingular sliding mode structure

【技术实现步骤摘要】
非奇异滑模结构的IPMSM无位置传感器电机闭环结构控制方法
本专利技术属于交流电机传动
，涉及永磁同步电机无位置传感器控制方法，具体涉及一种非奇异滑模结构的IPMSM无位置传感器电机闭环结构控制方法，是一种在低开关频率下应用于位置观测器、速度调节器和电流调节器的快速非奇异端滑模控制。
技术介绍
永磁同步电机因效率高、功率密度大及宽调速范围等优点，近年来受到轨道交通行业的密切关注。由于与牵引电机为一体，恶劣的环境导致位置传感器的故障率一直较高，造成机破、降速行驶等安全问题。为了避免这些传感器故障，提高牵引系统的耐久性和可靠性，无位置传感器控制是关键技术。然而，在逆变器开关频率达到1kHz的轨道交通应用中，它面临着巨大的挑战。同时，牵引电机具有大的转速范围，最大输出频率为200赫兹。开关频率的降低导致信号采样周期的延长。当速度较高时，速度环带宽受到限制，估计的速度信号对外界干扰的动态响应能力也降低。对于现有的高速无位置传感器控制方法，在速度估计过程中不可避免地使用低通或带通滤波器，滤波器会给反馈速度带来信号延迟。这种情况下，传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非奇异滑模结构的IPMSM无位置传感器电机闭环结构控制方法，其特征在于步骤如下：/n一、设计位置调节器/n步骤1、FNTSM的滑模面和控制设计以补偿传统NTSM的收敛速度：/nFNTSM的滑模面和控制设计：/n

【技术特征摘要】
1.一种非奇异滑模结构的IPMSM无位置传感器电机闭环结构控制方法，其特征在于步骤如下：
一、设计位置调节器
步骤1、FNTSM的滑模面和控制设计以补偿传统NTSM的收敛速度：
FNTSM的滑模面和控制设计：






其中：p，q为正奇数，且1＜p/q＜2，γ，η，λ，ξ∈R+；f(x)表示误差函数，sgn(s)为符号函数；Lx2是线性部分；
L值为：



其中α＞0且β≥1，X是x1或x2；
步骤2：位置观测器的状态方程：



其中，是αβ轴电流的观测值，vαβ是用来估计EEMF的估计变量的αβ轴电压值，Ld为电机电感值；
步骤3：由iαβ和减得：



其中是两相静止电流的观测误差；
步骤4：vαβ为：
vαβ＝-Ldvαβ_eq+vαβ_sw






步骤5：将步骤1中的s和步骤3中求得的电流观测误差i～αβ带入步骤4计算求得eλ，并计算得观测位置误差ε为：



步骤6：将ε通过Luenberger-type位置跟踪观测器，取PID的参数为Kposi＝J，Kposp＝J和Kposd＝0.1，获得估计转...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈哲，张航，赵俊宇，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61