永磁同步直线电机无传感器控制方法及相关装置制造方法及图纸

永磁同步直线电机无传感器控制方法及相关装置，包括：建立永磁同步直线电机的数学模型；根据永磁同步直线电机的数学模型采用滑模观测器估计出反电动势信息；采用随机梯度下降法自适应调节锁相环的比例积分增益，使锁相环在低带宽下工作，在速度变化时实时调整带宽，从估计反电动势信息中提取速度和位置信息。在基于滑模观测器的永磁同步直线电机无传感器控制系统中引入自适应锁相环，采用随机梯度下降法自适应调节锁相环的比例积分增益，使锁相环在低带宽下工作，在速度快速变化时实时调整带宽，从估计反电动势信息中提取速度和位置信息。解决了永磁同步直线电机无位置传感器控制中存在抗扰性能与快速响应之间的矛盾问题。中存在抗扰性能与快速响应之间的矛盾问题。中存在抗扰性能与快速响应之间的矛盾问题。

【技术实现步骤摘要】
永磁同步直线电机无传感器控制方法及相关装置


[0001]本专利技术属于永磁同步直线电机无位置传感器控制
，具体涉及永磁同步直线电机无传感器控制方法及相关装置。

技术介绍

[0002]直线电机具有结构简单、大加速度、定位精度高、摩擦小、维护方便等优点。而永磁同步直线电机相较于其他直线电机，又具有可控性强、功率密度大、效率高等优点，因而在现代工业中得到了广泛的应用。直线电机传统驱动方式采用机械传感器，机械传感器价格昂贵，对工作环境要求很高，需要额外的安装空间，限制了直线电机的广泛应用，因此对直线电机无位置传感器控制方法的研究成为近些年来的热点。
[0003]永磁同步直线电机的无位置传感器控制本质是利用电压、电流等电气量来估计电机动子的速度与位置。根据原理不同，无位置传感器控制方法可分为基于信号注入和基于模型两类方法。基于信号注入的方法包括低频信号注入法、高频信号注入法等。基于模型的方法首先进行反电动势或磁链观测，然后根据观测出的反电动势或磁链估计动子的速度和位置，观测反电动势或磁链的方法有直接计算法、模型参考自适应法、观测器法等，动子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.永磁同步直线电机无传感器控制方法，其特征在于，包括：建立永磁同步直线电机的数学模型；根据永磁同步直线电机的数学模型采用滑模观测器估计出反电动势信息；采用随机梯度下降法自适应调节锁相环的比例积分增益，使锁相环在低带宽下工作，在速度变化时实时调整带宽，从估计反电动势信息中提取速度和位置信息。2.根据权利要求1所述的永磁同步直线电机无传感器控制方法，其特征在于，永磁同步直线电机的数学模型的建立包括：永磁同步直线电机的电压方程为：式(1)中，u
α
、u
β
分别为励磁电压在α、β轴上的分量；R为励磁电阻；i
α
、i
β
分别为励磁电流在α、β轴上的分量；L为永磁同步直线电机的励磁电感；τ为永磁体极距，v为动子线速度，ψ
f
为永磁体磁链；θ是动子位置。3.根据权利要求1所述的永磁同步直线电机无传感器控制方法，其特征在于，采用滑模观测器估计出反电动势信息具体为：将永磁同步直线电机电压方程重写为电流状态方程：式(2)中，e
α
、e
β
为反电动势：由式(2)设计滑模观测器，观测器和控制发生器如下：式(3)中，为励磁电流估计值，z
α
、z
β
为传统滑模观测器SMO估计的反电动势值：式(4)中，sgn()为符号函数；
式(3)与式(2)相减，得到电流估计误差状态方程：构造滑模面s(x)：由滑模观测器的可达性条件，得到滑模观测器中的开关增益k满足：k>max(|e
α
|，|e
β
|)(8)滑模观测器中的开关函数会在高频率切换时给估算的反电动势带来高频干扰，影响估算精度，因此选择低通滤波器来滤除估计反电动势中的高频谐波：式(9)中，为经低通滤波器后的反电动势估计值，ω
c
＝2πf
c
，f
c
为低通滤波器的截止频率，s为拉普拉斯算子。4.根据权利要求1所述的永磁同步直线电机无传感器控制方法，其特征在于，正交锁相环的传递函数如下：式(10)中，kp、ki是传统正交锁相环PI控制器的比例和积分增益；将反电动势标幺化：则传递函数变为：5.根据权利要求1所述的永磁同步直线电机无传感器控制方法，其特征在于，采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：原东昇，周扬，尹忠刚，张彦平，罗培恩，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：