基于线反电势的无刷直流电机终端滑模观测器

模 观 测 器 能 准 确 估 算 电 机 的 线 反 电 势 及 电 机 转 速 ，有 效 抑 制 抖 振 ，使 系 统 的 稳 定 性 提 高 ，能 够 适 应 无 刷 直 流 电 机 的
工作条件。
关 键 词 ：终 端 滑 模 ；抖 振 ；无 位 置 传 感 器
中 图 分 类 号 ：T P 391.9; TM36 + 1
文 献 标 志 码 ：A
文 章 编 号 ：1001-6848(2019)11-0047-04
Terminal Sliding Mode Observer of Brushless DC Motor Based on Line Back EMF
LIU H uibo, REN Tonghui, REN Yan ( School o f Information E ngineering, Inner Mongolia University o f Science and Technology, Baotou
第 52卷 第 11期
散令私
2019 年 11 月___________________________________ m icromo tors
V o l.52. N o . l l N ov.2019
基于线反电势的无刷直流电机终端滑模观测器
刘 慧 博 ，任 彤 辉 ，任 彦
(内 蒙 古 科 技 大 学 信 息 工 程 学 院 ，内 蒙 古 包 头 014010)
法 的 基 础 上 ，设 计 了 终 端 滑 模 控 制 率 ，提 出 了 基 于 线 反 电 势 的 终 端 滑 模 观 测 器 转 子 位 置 估 计 方 法 ，不 仅 能 准 确 观 测
转 子 位 置 ，还 削 弱 了 传 统 滑 模 控 制 的 抖 振 现 象 。仿 真 结 果 表 明 ，线 反 电 势 过 零 点 就 是 无 刷 直 流 电 机 换 相 点 ，终 端 滑
Inner Mongolia 0 \4 0 \0 9 China)
Abstract ：Brushless DC motor always utilizes position sensor to test the rotor position in the process of opera­ tion , which will reduce the stability of the system , increased the cost and relative of manufacturing motors. Based on the zero-crossing method of on-line back EM F, the terminal sliding mode control rate was de­ signed, and a rotor position estimation method of terminal sliding mode observer based on on on-line back EMF was proposed, which can not only accurately observe the rotor position, but also weaken the chattering phenomenon of traditional sliding mode control. The simulation results show that the zero crossing point of line back EMF is the commutation point of BLDCM. The terminal sliding mode observer can accurately esti­ mate the line back EMF and motor speed, effectively suppress chattering. By doing so, the stability of the system can be improved and the working conditions of the BLDCM can be adapted. Key words：term inal sliding m ode；line back E M F ；sensorless.
〇 引言
无 刷 直 流 电 机 由 于 其 功 率 密 度 大 、体 积 较 小 、 稳定性高等优点正大量用在工业各领域。无刷直流 电机经常工作在特殊环境中，但是传统使用位置传 感器来检测转子实际位置的方法已不能适应他的工 作特殊要求，在 特 殊 场 合 中 ，尤其是航空航天等精 密 要 求 下 ，位 置 传 感 器 的 安 放 会 造 成 极 大 的 干 扰 ，
因此无位置传感器技术的应用极大的解决了这一难 题 。发展 至 今 ，无 位 置 传 感 器 的 位 置 估 计 目 前 常 见 的有模型参考自适应控制算法、扩展卡尔曼滤波器 算 法 、锁相环 估 计 算 法 [1]、滑 模 观 测 器 算 法 、反电 动势法等，但是滑模观测器算法对电机的数学模型 要求比较低，并且在使用过程中无论是电机参数变 化还是施加外部干扰，滑模观测器算法都会有较强 的稳定性，唯一的缺点就是在使用过程中会存在抖
收 稿 曰 期 ： 2019 - 04 — 1 0 , 修 回 日 期 ：2 0 1 9 —08 - 0 9 基 金 项 目 ： 国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 （61563041) 作 者 简 介 ：刘 慧 博 （1 9 7 2 ) , 女 ，博 士 ，副 教 授 ，研 究 方 向 为 永 磁 同 步 电 机 控 制 理 论 与 应 用 。
摘 要 ：无 刷 直 流 电 机 在 运 行 过 程 中 经 常 使 用 位 置 传 感 器 来 实 时 反 馈 电 机 转 子 的 位 置 ，但 是 这 样 做 的 缺 点 就 是 降 低
系 统 的 稳 定 性 ，提 使 用 无 位 置 传 感 器 来 间 接 检 测 转 子 位 置 。在 线 反 电 势 过 零