永磁同步电机无传感器控制方法技术

本发明专利技术涉及一种永磁同步电机无传感器控制方法。永磁同步电机的无传感器情况下想要获得转子信息主要有两大类方法，一类是构建状态观测器的方法，从反电动势信号中获得转子位置信息。由于电机低速运行时反电动势信号微弱，该类方法在低速估算转子位置性能较差，零速度时永磁同步电机不产生反电动势无法估计转子位置，但在中高速范围内有着优异的性能。本发明专利技术包括如下步骤：建立永磁同步电机模型，构建转子磁链观测器对转子位置信息进行观测，对转子磁链观测器进行初值估计并补偿，构建转速观测器，将转子位置信息转换为转速信息，构建id控制器完成误差补偿。本发明专利技术用于永磁同步电机无传感器控制方法。

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机无传感器控制方法
：本专利技术涉及电机控制领域，具体涉及一种永磁同步电机无传感器控制方法。
技术介绍
：永磁同步电机是一种由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机，与异步电机相比较，永磁同步电机功率密度大、转动惯量小、能量转换效率高、维护费用低，广泛应用于新能源汽车、航空航天、数控机床等领域。传统的PMSM控制系统通常采用加装机械位置传感器来获取转子位置信息和瞬时转速。如光电编码器、旋转变压器和霍尔传感器等，然而在复杂环境下，机械传感器可能存在对环境要求较高、响应较慢、抗电磁干扰能力弱、以及老化等问题。因此无位置传感器驱动控制的研究对提高系统的可靠性具有非常重要的意义和价值。永磁同步电机的无传感器情况下想要获得转子信息主要有两大类方法，一类是构建状态观测器的方法，从反电动势信号中获得转子位置信息。由于电机低速运行时反电动势信号微弱，该类方法在低速估算转子位置性能较差，零速度时永磁同步电机不产生反电动势无法估计转子位置，但在中高速范围内有着优异的性能。其中最为常见的为构建滑模观测器，滑模观测器估算转子位置和速度性能优良，系统鲁棒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁同步电机无传感器控制方法，其特征是：该方法包括如下步骤：/n步骤1、建立表贴式永磁同步电机数学模型，即永磁同步电机基于静止坐标系(α-β坐标系)的电机模型；/n

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机无传感器控制方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
步骤1、建立表贴式永磁同步电机数学模型，即永磁同步电机基于静止坐标系(α-β坐标系)的电机模型；

(1)

(2)
其中，ψ=[ψα,ψβ]T为静止坐标系下的定子磁链，ψm为永磁体磁链常数，LS为定子绕组电感,iab=[iα,iβ]T和为静止坐标系下的定子电流，uab=[uα,uβ]T为静止坐标系下的定子电压，R为定子线圈绕组电阻，θ为转子位置；
步骤2、为了获得转子位置信息，推导出转子磁链的数学模型；
综合上面两个公式可以得出转子磁链的公式为

(3)
其中Φ=[Φα,Φβ]T，由于ψ=[ψα,ψβ]T较难测量，而对其进行微分变可以将其转变为公式(2)右端容易获得的基于静止坐标系下的电压和电流；于是对等式两边微分可得

(4)
为了从上述公式中估计出转子位置信息θ，只要得到了转子磁链Φ=[Φα,Φβ]T，便可从下述公式中获取转子位置信息θ

(5)
步骤3、在步骤2的基础之上引入零初始量，转子磁链构建观测器；
建立一个带有零初始量的参考模型

(6)
其中φ=[φα,φβ]T,注意Φ和φ具有相同的结构，但是初始条件不同；为了方便标记，在这里引入了ξ≡ψ(0)-Li(0),可以得出

(7)
步骤4、构建初始参数估计观测器；
根据公式(7)可以得出代数关系||φ+ξ||2=||Φ||2，根据公式(3)可以得出代数关系||Φ||2=ψm2，根据这两个公式可以推得

(8)
将滤波器as/(s+a)加载公式两端，得到

(9)

(10)

(11)
||φ||2-ψm...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕德刚，佟泉谊，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23