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2024年2月电工技术学报Vol.39No.3
第39卷第3期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYFeb.2024
DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.221934
基于变增益最速梯度下降法的表贴式
永磁同步电机位置修正策略
王益明张雪锋高龙将徐奇伟罗凌雁
（输变电装备技术全国重点实验室（重庆大学）重庆400044）
摘要滑模观测器具有响应速度快、鲁棒性强等优点，已广泛应用于表贴式永磁同步电机无
位置传感器的中、高速控制系统。然而，具有固定参数的滑模观测器很难在宽速度范围内保持一
致的估算精度，而采用基于速度观测器带宽限制的方法进行噪声和扰动抑制会降低电机的动态性
能。针对上述问题，该文首先分析滑模观测器估算表贴式永磁同步电机转子位置的误差产生机理，
提出一种新型位置误差观测器，主要思想是基于磁链观测进行位置误差连续估算，并采用最速梯
度下降法对积分过程进行反馈校正；然后，通过变增益循环迭代优化提高位置误差观测器的速度
与准确性；最后搭建表贴式永磁同步电机加载测试平台进行实验，结果验证了所提方法具有位置
观测精度高、鲁棒性强的特点。
关键词：表贴式永磁同步电机变增益最速梯度下降法滑模观测器估算位置修正策略
中图分类号：TM341
0引言观测器法由于具有算法简单、动态响应快、鲁棒性
强等优点，得到了广泛应用[6-7]。但采用滑模观测器
表贴式永磁同步电机（Surfacemounted
进行转子位置估算时，由于测量噪声和信号相位延
PermanentMagnetSynchronousMotor,SPMSM）具
迟等导致估算的转子位置存在偏差，该位置偏差会
有高效率、高功率密度、宽调速范围等优点，广泛
使得系统动态和静态性能下降[8]。针对上述问题，
应用于电动汽车、航空航天、伺服驱动等领域。在
学者们进行了深入研究，提出的解决方法可以分为
进行SPMSM磁场定向控制时需要转子位置信息。
两类：一类侧重于提高反电动势观测器的性能；另
传统方法通过在电机轴端部安装旋转变压器、光电
一类是优化位置与速度的估算方法。
编码器等传感器进行位置测量，但是位置传感器会
在提高反电动势观测器性能的研究中，文献[9]
导致系统成本的增加和可靠性的降低。因此，
提出了一种在线参数自适应的离散时间SMO，根
SPMSM的无位置传感器控制技术研究具有重要意
义[1-3]。PMSM无位置传感器控制技术可以分为两据负载转矩和转速自适应地调节饱和函数的边界
和观测器增益，实现对扩展反电动势的准确观测。文
类：一类是高频信号注入法，通过注入高频信号并
献[10]提出了一种自适应同步频率观测器，能够在
提取高频响应获取转子位置，适用于零速、低速，
如脉振高频注入、正弦高频注入等[4-5]；另一类是基频率变动时自适应地跟踪定子电流，通过定子电流
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