PMSM的高精度感应电势状态观测器与位置估计.pdfVIP

第29卷第5期 北 京 科 技 大 学 学 报 V01．29No．5 2007年5月 Joumalof of 2007 UniVe隋ityscien钟and‘rechnoIo钉№ijing May PMsM的高精度感应电势状态观测器与位置估计 徐建英1，2’刘贺平1’ 1)北京科技大学信息工程学院，北京lo00832)辽宁科技大学电子与信息工程学院，鞍山114044 摘要提出了永磁同步电动机考虑参数变化时精确的感应电势关系式新模型，建立了微分型和非微分型两种高精度感应 电势观测器，证明了感应电势观测器的稳定性和收敛性，分析了参数变动对位置估计的影响．针对无位置传感器矢量控制系 统，以内埋式永磁同步电动机为例进行了仿真实验研究，结果表明设计的感应电势状态观测器具有优良的性能． 关键词永磁同步电动机；感应电势；观测器；位置估计；参数变化 分类号TM341；TM351 一 为永磁同步电动机(PMSM)的无位置传感器矢 r“y] 『-R。一∞ML描+DLy一(￡’ML8+DL弦] 量控制方法，可以由状态观测器或扰动观测器估计 L“d-JL ∞MLy+DL7艿 感应电势或扩展电势，利用包含在其中的速度、相位 信息构成矢量控制系统[卜3|．以往的这些方法都是 [n妒。[艺；7] ㈣ 假定速度一定的条件下设计观测器的，在加减速等 动态时位置估计上出现了大的误差．因而，基于同 相电感Li和镜相电感L。表示的PMSM数学模 型，将感应电势本身作为估计对象，考虑转子的速度 变化，即考虑加速度的一般坐标系上的最小阶(二 k)sin2py．又 阶)状态观测器被提出[4]．但是，由于受磁路饱和、 2 ∞妒。l 。 P ㈥(3) L 温度变化等的影响，电机参数是会变化的，这将导致 毗[：：斗PCoS口v一 位置估计精度下降． 1 PMsM的数学模型 、 在一般的幽同步旋转坐标系上的数学模型由 式(1)给出： [》[RZdR麓。蚓+[甜·， 旋转角速度甜与永久磁铁产生的交链电枢的 磁链≯。的乘积∞驴。是电机感应电势．在无位置和 速度传感器中，转子位置角口和速度cu不能检测出 图l各坐标系及转子位置的相对关系 Connecti帅ofo伽IrdinateandmtOr 来，所以不能直接使用式(1)模型，要定义弦估计 Flg．1 p略ition 坐标系，即以任意角速度∞M旋转的一般弦坐标 2考虑参数变化时的最小阶状态观测 系．该坐标系与转子N极等的关系见图1，它比幽 哭 同步旋转坐标系落后口，空间电角度．通过坐标旋转 口a 变换将式(1)变换到弦轴系，得到下式的弦轴系 受磁路饱和影响，驴。≠const．这样将式(3)两边 的电压方程： 对时间求导，可得到如下没有任何近似误差的一般 弦坐标系上关系式的新模型：