【技术实现步骤摘要】
提高永磁同步电机无传感器控制观测精度的方法及相关装置
[0001]本专利技术属于永磁同步直线电机无位置传感器控制
,具体涉及提高永磁同步电机无传感器控制观测精度的方法及相关装置。
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。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。永磁同步直线电机传统驱动方式多采用机械传感器,而机械传感器价格昂贵,对工作环境要求很高,且需要额外的安装空间,限制了永磁同步直线电机的深度应用。因此,针对永磁同步直线电机无位置传感器控制方法的研究近来备受关注。
[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 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.提高永磁同步电机无传感器控制观测精度的方法,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;采用多级交叉反馈三阶广义积分器结构,滤除估计反电动势信息中低阶次谐波以及直流偏置分量;采用增强型锁频环结构,实现级联三阶广义积分器滤波过程中对速度的跟踪,以及提高对斜坡速度变化的跟踪精度;经滤波后的估计反电动势经过锁相环估计出位置和速度。2.根据权利要求1所述的提高永磁同步电机无传感器控制观测精度的方法,其特征在于,永磁同步直线电机的数学模型: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所述的提高永磁同步电机无传感器控制观测精度的方法,其特征在于,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:将永磁同步直线电机的数学模型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)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所述的提高永磁同步电机无传感器控制观测精度的方法,其特征在于,采用多级交叉反馈三阶广义积分器结构,滤除估计反电动势信息中低阶次谐波以及直流偏置分量:三阶广义积分器TOGI的输出与输入的传递函数如下:三阶广义积分器TOGI的输出与输入的传递函...
【专利技术属性】
技术研发人员:原东昇,周扬,尹忠刚,白聪,高峰涛,
申请(专利权)人:西安理工大学,
类型:发明
国别省市:
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