基于电流推定误差的无传感器无电刷直流电动机控制
直流无刷电机无位置传感器控制方法
直流无刷电机无位置传感器控制方法摘要：在直流无刷电机的使用过程中，不能很准确的接收换相信号，因此，就导致该电机无法实现对换相良好的控制，为了解决这类问题的出现，本篇文章将对直流无刷电机中无位置传感器进行研究与分析，并且找到有效的控制方法。
具体的方法是利用电机内部的各种装置之间的联系，来建立出一个直观的电机模型，之后通过电机内部反电势力的不断变化来研究反电势对于换相位置的影响，在经过一定的计算从而能够保证换相信号的准确性，最终实现对其良好的控制。
本篇文章通过具体的试验与测试来对控制的方法进行验证，最终得出，通过上述的方法，能够实现对其换相的控制。
关键词：直流无刷电机；传感器；换相位置；控制效果前言随着经济与技术的共同发展，使得各种工业也得到了快速的发展，由于直流无刷电机在使用的过程中效率非常高且其的构成比较简单，使得直流无刷电机在各个领域中都被广泛地应用，其中包括航天、汽车、家电、工具等等。
与以往的有刷的电机来说，直流无刷电机的组成部分少了电刷这一部分，但是直流无刷电机的作用原理却比有刷的更为复杂。
在直流无刷电机的使用过程中，可以适当地将电机的电路进行调整，从而更好地实现对于换相信号的收集，实现对其的控制，并能够有效地缩小该电机的体积。
一、直流无刷电机的主要构造在直流无刷电机的使用过程中，主要是通过内部的传感器来对换相位置进行检测。
传感器的种类非常多样，最常见的一般为电磁式传感器、光电式传感器以及霍尔式传感器这三种类型，根据需求的不同来选择合适的传感器类型。
与其他的传感器相比，霍尔式传感器的使用成本比较低，且具有较强的性能条件，因此，该类型的传感器被使用得更加广泛。
为了保证直流无刷电机使用的效率，需要对其进行有效地控制，从而提高对于换相信号搜集的准确性。
二、背景介绍随着经济与技术的共同发展，使得人们对于电机的需求越来越大，随之对电机也有了更高的标准。
过去，大多数使用的是直流有刷电机，但这种电机存在诸多缺陷，无法满足需求。
bldc方案
BLDC方案什么是BLDC？BLDC（Brushless DC）电机，也称为无刷直流电机，是一种使用永磁体而无需使用电刷来实现换向的电机。
与传统的直流电机相比，BLDC电机具有更高的效率、更长寿命和更低的维护成本。
它们在许多应用中被广泛使用，包括工业自动化、电动汽车和无人机等。
BLDC电机的工作原理BLDC电机由定子和转子组成。
定子上安装着三个电子设备，被称为霍尔传感器，用于检测转子位置和速度。
转子上安装了多个磁铁，周围环绕着定子上的线圈。
当电流通过定子线圈时，定子产生旋转磁场，从而引起转子磁铁的旋转。
霍尔传感器检测到转子位置后，通过控制电流来实现转子的准确换向，从而产生连续的旋转动力。
BLDC方案的组成BLDC方案主要由以下几个主要组件组成：1.电机控制器 - 电机控制器是控制BLDC电机运行的核心部分。
它负责读取霍尔传感器的信号，并根据传感器的反馈来确定电流的控制方式和换向时机。
电机控制器通常使用嵌入式系统进行实现，并且具有高性能的处理能力和良好的实时性。
2.电源模块 - 电源模块为电机控制器和BLDC电机提供所需的电源。
通常，电源模块将主电源的直流电转换为低电压、高电流的电源，以满足电机的工作需求。
电源模块还可以具备一些额外的功能，例如过压保护和电流限制等。
3.通信接口 - 通信接口允许外部设备与电机控制器进行通信。
这些接口可以是串口、CAN总线或以太网接口等。
通过这些接口，用户可以发送命令和接收电机状态等信息，以实现对电机的远程控制和监控。
4.传感器 - 除了霍尔传感器外，BLDC方案可能还包括其他传感器，用于监测电机的温度、速度和负荷等参数。
这些传感器可以提供给电机控制器更准确的反馈信息，以优化电机控制算法和提高系统性能。
BLDC方案的优势和应用BLDC方案相对于传统的直流电机方案有以下几个优势：•高效能：BLDC电机由于无电刷设计，摩擦和能量损失较低，因此具有更高的效率。
•低维护成本：由于无需定期更换电刷，BLDC电机具有较长的寿命，并且不需要经常维护。
无位置传感器直流无刷电机控制关键技术研究
无位置传感器直流无刷电机控制关键技术研究作者：李娜苏永新来源：《数字技术与应用》2013年第06期摘要：本文结合实际工程项目需求介绍了无位置传感器无刷直流电机控制方法。
首先介绍了无刷直流电机的组成及工作原理，其次介绍了转子位置检测及换相方法，最后介绍了电机启动控制的实现。
实践证明该控制系统具有启动速度快、运行稳定、调速范围广、位置检测精确性高等优点，起到了很好的控制效果，具有广泛的应用价值。
关键词：无位置传感器无刷直流电机反电动势过零比较三段式启动中图分类号：TM33 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）06-0017-03传统直流电机具有控制简单、调速范围广及运行效率高等优点，但是由于机械电刷及换向器的存在带来了火花、噪声、电磁干扰等弱点导致直流有刷电机运行可靠性差、维护麻烦从而限制了其应用范围。
直流无刷电机（BLDCM）是在有刷直流电机基础上发展起来的，取消了传统有刷电机利用电刷和机械换向器，利用电子开关逆变线路通过检测转子位置进行换向，具有结构简单、价格低廉、控制方便等优点得到了广泛的应用。
1 直流无刷电机的组成2 直流无刷电机的工作原理3 转子位置检测4 电机的启动控制无位置传感器无刷直流电机的启动是电机控制的难点，在电机空间气隙磁场确定的情况下，无刷直流电机在运行过程中产生的感应反电动式幅值与转子转速成正比。
由于电机在静止及转速较低情况下产生的感应电动势幅值为零或幅值较低，不足以被位置检测电路捕获到反电动式过零点，无法进行自动换向操作。
为了保证无刷直流电机的正常启动需要在启动过程中采取相应措施，目前无刷直流电机最常用的启动方法为“三段式”启动，如图8所示。
由于电机转子位置预定位后转子相对定子绕组仍处于静止状态，在电机绕组中感应电动势为零。
为了使电机转子旋转，需要按一定顺序给各相绕组施加一个切换频率由低到高、绕组内流通电流强度不断增强的他控同步加速信号。
在机壳内部气隙间产生交变的旋转磁场，在该磁场牵引下带动转子跟随旋转。
无刷直流电机无位置传感器控制方法综述
无刷直流电机无位置传感器控制方法综述所谓的无位置传感器控制，正确的理解应该是无机械的位置传感器控制。
在电机运转的过程中，作为逆变桥功率器件换向导通时序的转子位置信号仍然是需要的，只不过这种信号不再由位置传感器来提供，而应该由新的位置信号检测措施来代替，即以提高电路和控制的复杂性来降低电机的复杂性。
所以，目前永磁无刷直流电机无位置传感器控制研究的核心和关键就是架构一转子位置信号检测线路，从软硬件两个方面来间接获得可靠的转子位置信号，借以触发导通相应的功率器件，驱动电机运转。
1.反电势过零点法（端电压法）：基于反电动势过零点的转子位置检测方法是在忽略永磁无刷直流电机电枢反应影响的前提下。
通过检测断开相反电动势过零点。
依次得到转子的六个关键位置信号。
但是存在如下缺点：反电动势正比于转速，低速时不能通过检测端电压来获得换相信息故这种方法严重影响了电机的调速范围。
使电机起动困难；续流二极管导通引起的电压脉冲可能覆盖反电动势信号。
尤其是在高速、重载、或者绕组电气时间常数很大等情况下，续流二极管导通角度很大，可能使得反电动势法无法检测。
反电势过零检测法的改进策略：针对以上缺点,利用神经网络的非线性任意逼近特性, 提出一种基于神经元网络的电机相位补偿控制。
首先由硬件电路获得有效的反电动势信息, 再利用BP 神经网络进行正确相位补偿, 实现无刷直流电机的无位置传感器控制, 获得了较好的效果[1]。
还有一种采用人工神经元网络的永磁无刷直流电机反电势预测新方法, 采用神经元网络方法对永磁无刷直流电动机反电势波形准确预测的结果进一步用于电机动、静态特性的仿真或预测, 这将比假设电机反电势波形为理想正弦波或梯形波所进行的仿真更接近电机的实际运行结果。
较之传统的路和场的计算方法, 达到了快速性和准确性的统一, 且由于神经元网络的自学习神经元网络成功训练后, 就可以用以预测所研究类型的永磁无刷直流电机的反电势波形[2]。
直接检测法，通过比较逆变器直流环中点电压和电机断开相绕组端电压的关系, 直接检测到断开相绕组反电动势的过零点, 再将该过零点延迟30°电角度即可获得无刷直流电机绕组换相所必须的转子位置信号。
一种无位置传感器无刷直流电机控制器设计
控制系统构成图如图 １所示。主要 由控制单元、 驱动 电路 、电流检测 电路、反 电动势检测 电路 、逆
收稿 日期 ：２０１５一ｏ６—０４，修回 日期 ：２０１５—０７—１６ 作者简介：李 奎（１９８５），男，硕士，研究方向为电机驱动及控制。
杨 中华（１９７１），男，工程师 ，研 究方 向为机 电一体化 。 叶劲峰 （１９６４），男，高级工程师 ，研 究方 向为 电机设计 与应 用。
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第 ４９卷 第 ＩＣＲＯ Ｍ ０Ｔ０Ｒ Ｓ
Ｖｏ１．４９． Ｎｏ．４ Ａｐｒ．２０１６
一 种 无 位 置传 感 器 无刷 直 流 电机 控 制 器 设 计
李 奎 ，杨 中华 ，叶劲峰
（北京 敬业 北低 自动化设备有 限公 司，北京 １０００６９）
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＇－｝机
４９卷
变器 电路 、故 障显示保 护 电路 和通信 电路等 组成 ， 实现 电机 的转速电流双闭环 控制。控制单元 以控制 芯 片 ＳＴＭ８为 核 心 ，完 成 控 制 指 令 处 理 、ＰＩ闭环 算 法 、电流信 号采集 、反 电动 势信号检 测处 理算法 、 起动算法和 ＰＷＭ信号生成等 。
ＬＩ Ｋｕｉ， ＹＡＮＧ Ｚｈｏｎｇｈｕａ， ＹＥ Ｊｉｎｆｅｎｇ
（Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉｎｇｙｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００６９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａ ｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓ ＢＬＤＣＭ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＳＴＭ８， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｄｏｐｔ— ｅｄ ＳＴＭ８ ｃｈｉｐ ｏｆ ＳＴ ｃｏｍｐａｎｙ ｔｏ ｃｏｎｔｒ ｏｌ ｍｏｔｏｒ， ｗｈｉｃｈ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ ｔｈｅ ｓｐｅｅｄ ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒ ｏｌ ａ ｎ ｄ ｔｈｅ ｃｕｒ－ ｒｅｎｔ ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏ１． Ｚｅｒｏ ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｕｓｅｄ ｄｉｇｉｔａｌ ｂａｃｋ ＥＭＦ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ： ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｄｕｔｙ ｗａｓ ｌｏｗ， ｔｈｅ ｂａｃｋ ＥＭＦ ｓｉｇｎａｌ ｗａｓ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｏｐｅｎ ｓｗｉｔｃｈ；ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｄｕｔｙ ｗａｓ ｈｉｇｈ， ｔ ｈｅ ｂａｃｋ ＥＭＦ ｓｉｇｎａ ｌ ｗａｓ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｏｎ ｔ ｈｅ ｃｌｏｓｅｄ ｓｗｉｔｃｈ． Ｔ ｈ ｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃｏｕｌｄ ｒｅａ ｌｉｚｅ ｔｈｅ ｍｏｔｏｒ ｏｆ ｆａｓｔ ａ ｎ ｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔ ｈａｔ ｔ ｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇ ｎ ｉｓ ｒｅａｓｏｎａ ｂ ｌｅ， ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｐｅｒ— ｆｏｒｍａｎｃｅ， ｗｈｉｃｈ ａｃｈｉｅｖｅ ａ ｇｏｏｄ ｃｏｎｔｒ ｏｌ ｅｆｆｅｃｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＢＥＭＦ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ； ＢＬＤＣＭ ； ＳＴＭ８
无刷直流电机的组成结构
无刷直流电机的组成结构
无刷直流电机是一种基于电子补偿的电动机，它不像传统的直流电机一样需要电刷与
电极接触来实现通电和控制转速。
它通过内置的控制器和传感器，自动控制电机运行，从
而拥有更高的转速和效率。
无刷直流电机的组成结构主要由转子、定子、磁铁、传感器、控制器等组成。
1. 转子：
无刷直流电机的转子部分通常由一个磁匝组成，成为“极对”，每一个“极对”都由
一对相邻的带磁铁的永磁体组成。
当电流通过定子线圈时，它会产生一个旋转磁场，即转
子部分的感应磁场。
这个磁场将导致磁铁在转子上产生力矩并旋转。
转子与定子通过轴承组装在一起，使电机的转子与定子之间形成一定的气隙。
3. 磁铁：
无刷直流电机的旋转部分通常包括一系列磁铁，这些磁铁安装在转子上，可以用永磁
体来构成，也可以用电磁铁来构成。
这些磁铁被分成“极对”，相邻的“极对”上有不同
的磁极，例如南极和北极。
4. 传感器：
无刷直流电机的运转需要控制器对电机进行监听和控制，这就需要传感器来监测电机
的运转状态和运动位置。
电机通常会安装霍尔传感器来检测转子的旋转位置。
传感器将转
子位置信息传递给控制器，以便正确控制电机运行。
5.控制器：
无刷直流电机的控制器是电机驱动系统的核心部分，能够根据传感器反馈的位置信息，实时调整电机的电流、电压等参数，控制电机的转速和电机的输出扭矩。
根据运行要求不同，控制器也不同，如可以是单片微控制器、DSP芯片等。
除了运行控制，控制器还可以
进行故障保护和调试等功能。
无刷直流电动机控制系统设计
无刷直流电动机控制系统设计方案第1章概述 (1)1.1 无刷直流电动机的发展概况 (1)1.2 无刷直流永磁电动机和有刷直流永磁电动机的比较 (2)1.3 无刷直流电动机的结构及基本工作原理 (3)1.4 无刷直流电动机的运行特性 (6)1.4.1 机械特性 (6)1.4.2 调节特性 (6)1.4.3 工作特性 (7)1.5 无刷直流电动机的使用和研究动向 (8)第2章无刷直流电动机控制系统设计方案 (10)2.1 无刷直流电动机系统的组成 (10)2.2 无刷直流电动机控制系统设计方案 (12)2.2.1 设计方案比较 (12)2.2.2 无刷直流电动机控制系统组成框图 (13)第3章无刷直流电动机硬件设计 (15)3.1 逆变主电路设计 (15)3.1.1 功率开关主电路图 (15)3.1.2 逆变开关元件选择和计算 (15)3.2 逆变开关管驱动电路设计 (17)3.2.1 IR2110功能介绍 (17)3.2.2 自举电路原理 (19)3.3 单片机的选择 (20)3.3.1 PIC单片机特点 (20)3.3.2 PIC16F72单片机管脚排列及功能定义 (22)3.3.3 PIC16F72单片机的功能特性 (22)3.3.4 PWM信号在PIC单片机中的处理 (23)3.3.5 时钟电路 (23)3.3.6 复位电路 (24)3.4 人机接口电路 (24)3.4.1 转把和刹车 (24)3.4.2 显示电路 (25)3.5 门阵列可编程器件GAL16V8 (27)3.5.1 GAL16V8图及引脚功能 (27)3.6 传感器选择 (28)3.7 周边保护电路 (30)3.7.1 电流采样及过电流保护 (30)3.7.2 LM358双运放大电路 (31)3.7.3 欠电压保护 (32)3.8 电源电路 (32)第4章无刷直流电动机软件设计 (33)4.1 直流无刷电机控制器程序的设计概况 (33)4.2 系统各部分功能在软件中的实现 (33)4.3 软件流程图 (34)结束语 (36)致谢 (37)参考文献 (38)附录1 (39)附录2 (51)第1章概述1.1 无刷直流电动机的发展概况无刷直流电动机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的，这一渊源关系从其名称中就可以看出来。
永磁同步电机控制系统无电流传感器技术的研究
永磁同步电机控制系统无电流传感器技术的研究永磁同步电机控制系统无电流传感器技术的研究摘要：永磁同步电机在工业应用中具有广泛的应用前景。
然而，传统的永磁同步电机控制系统需要使用电流传感器来测量电机的电流，增加了系统的复杂性和成本。
因此，研究无电流传感器技术对永磁同步电机控制系统的发展至关重要。
本文通过分析智能控制算法、状态观测器以及PWM技术在永磁同步电机无电流传感器技术中的应用，总结了目前的研究进展，并对未来的研究方向进行展望。
1. 引言：随着工业自动化的快速发展，永磁同步电机作为一种高效、高功率因数、高扭矩密度的电机，被广泛应用在机床、电动汽车等领域。
然而，传统的永磁同步电机控制系统需要使用电流传感器来获得电机的电流信息，电流传感器不仅增加了系统的复杂性和成本，还限制了电机系统的可靠性和精度。
因此，研究无电流传感器技术对于提高永磁同步电机控制系统的性能具有重要意义。
2. 永磁同步电机控制系统概述：永磁同步电机是一种具有良好动态特性和高效率的电机，广泛应用于各种工业领域。
在传统的永磁同步电机控制系统中，电流传感器被用于测量相电流，以实现电机的控制和保护。
然而，电流传感器不仅增加了系统的成本和复杂性，而且存在传感器故障或失效的风险，降低了整个系统的可靠性。
3. 无电流传感器技术的研究方法：目前，有许多无电流传感器技术被提出和研究，以解决永磁同步电机控制系统中的电流传感器问题。
其中，智能控制算法、状态观测器和PWM技术被广泛应用于无电流传感器技术的研究和实践中。
3.1 智能控制算法：智能控制算法基于电机的数学模型和输出信息，通过推广输出模型和状态观测器的方法，实现电流信息的实时估计与测量。
例如，模型参考自适应控制算法、滑模观测器的方法，可以用来估计永磁同步电机的电流信息。
这些算法通过计算输出误差，并利用控制器对输出进行反馈调整，实现电流的准确测量和控制。
3.2 状态观测器：状态观测器是一种基于电机模型和输出反馈的技术，通过观测输出和状态信息，实现电流测量。
一种无传感器PMSM效率优化控制方法
一种无传感器PMSM效率优化控制方法吕一松;李旭春;贺骥;吴正礼【摘要】提出了一种新的永磁同步电机无位置传感器正弦波控制方法。
该方法不同于传统的转子位置估算思路,而是利用以电流为基准的永磁同步电机矢量图,得到改进的效率最优策略,进而提出“强制同步-效率优化”控制方法。
文章介绍了新方法的实现方案,并借助永磁同步电机功角特性曲线证明了方法的稳定性。
方法思路清晰,复杂度低;参数适应性强;硬件系统简单,易于实现。
实验结果证明了该方法的可行性。
【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2010(000)006【总页数】6页(P12-17)【关键词】180°直流无刷电机;正弦波永磁同步电机;无传感器;强制同步;d轴电流【作者】吕一松;李旭春;贺骥;吴正礼【作者单位】清华大学自动化系,北京100084【正文语种】中文【中图分类】TP3411 前言永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）在转子轴上往往安装有位置传感器（如霍尔位置传感器、编码器、测速发电机等），传感器的使用不仅增加了成本，降低了系统的可靠性，而且受到诸如温度、湿度和振动等条件的限制，使之不能广泛适用于各种场合。
为了克服传感器给系统带来的缺陷，学者们进行了无传感器永磁同步电机控制研究，比较典型的控制方法有：直接计算法、模型参考自适应法、观测器法、高频注入法以及基于人工智能的方法等[1]。
然而，为达到电机的最优运行效率，上述方法无一例外都需对电机进行三相-两相变换（3-2变换）、估算转子位置，进而跟随转子位置输出适当的同步电压或电流（本文称其为“跟随同步”控制方法）。
但是，这种跟随同步方法的3-2变换和估算转子位置的过程，要在一个或几个 PWM周期（时间一般小于200µs）内完成，有时还需使用迭代算法，程序编写复杂，计算量大，硬件要求高。
同时，转子位置估计算法中用到的电机参数如电阻、磁通对温度和电流等工作环境非常敏感，算法鲁棒性差。
无刷直流电机控制系统的设计及仿真
目录1 前言............................................................................................................... - 0 -1.1 无刷直流电机的开展......................................................................... - 0 -1.2 无刷直流电机的优越性..................................................................... - 0 -1.3 无刷直流电机的应用......................................................................... - 1 -1.4 无刷直流电机调速系统的研究现状和未来开展............................. - 1 -2 无刷直流电机的原理................................................................................... -3 -2.1 三相无刷直流电动机的根本组成..................................................... - 3 -2.2 无刷直流电机的根本工作过程......................................................... - 4 -2.3 无刷直流电动机本体......................................................................... - 5 -2.3.1 电动机定子............................................................................... - 5 -2.3.2 电动机转子............................................................................... - 6 -2.3.3 有关电机本体设计的问题....................................................... - 7 -3 转子位置检测............................................................................................... - 8 -3.1 位置传感器检测法............................................................................. - 8 -3.2 无位置传感器检测法......................................................................... - 9 -4 系统方案设计............................................................................................. - 11 -4.1 系统设计要求................................................................................... - 11 -4.1.1 系统总体框架......................................................................... - 11 -4.2 主电路供电方案选择....................................................................... - 11 -4.3 无刷直流电机电子换相器............................................................... - 13 -4.3.1 三相半控电路......................................................................... - 13 -4.3.2 三相全控电路......................................................................... - 14 -4.4 无刷直流电机的根本方程............................................................... - 15 -4.5 逆变电路的选择............................................................................... - 17 -4.6 基于MC33035的无刷直流电动机调速系统................................... - 18 -4.6.1 MC33035无刷直流电动机控制芯片...................................... - 18 -4.6.2 基于MC33035的无刷直流电动机调速系统设计 ................ - 19 -5 无刷直流电机调速系统的MATLAB仿真................................................... - 22 -5.1 电源、逆变桥和无刷直流电机模型............................................... - 23 -5.2 换相逻辑控制模块........................................................................... - 24 -5.3 PWM调制技术.................................................................................... - 29 -5.3.1 等脉宽PWM法......................................................................... - 31 -5.3.2 SPWM(Sinusoidal PWM)法..................................................... - 31 -5.4 控制器和控制电平转换及PWM发生环节设计............................... - 31 -5.5 系统的仿真、仿真结果的输出及结果分析................................... - 33 -5.5.1 起动，阶跃负载仿真............................................................. - 33 -5.5.2 可逆调速仿真......................................................................... - 35 -6 总结和体会................................................................................................. - 37 -无刷直流电机调速控制系统设计1前言直流无刷电机，无机械刷和换向器的直流电机，也被称为无换向器直流电动机。
直流无刷电机电路
直流无刷电机电路引言直流无刷电机电路是现代电动机驱动系统中的重要组成部分。
本文将详细介绍直流无刷电机电路的工作原理、结构和应用，并分别探讨其优点和缺点。
直流无刷电机电路的工作原理直流无刷电机电路采用电子换向方式驱动电机。
其基本工作原理如下：1.传感器反馈信号：直流无刷电机电路通过传感器获取电机转子位置信息，以便确定正确的电流方向。
2.电子换向：根据传感器反馈信号，电机控制器准确定时刻对不同相位的绕组进行通电，从而实现电机转子的正常运转。
3.脉宽调制：电机控制器使用脉冲宽度调制技术控制电流的大小，从而实现电机转速和扭矩的调节。
直流无刷电机电路的结构直流无刷电机电路通常由以下几个组件构成：1.电机控制器：负责接收传感器反馈信号，并根据需要控制电机的运行状态和参数。
2.电源：为电机和控制器提供所需的电能。
3.传感器：用于检测电机转子位置信息并反馈给控制器。
4.绕组：直流无刷电机绕组是由多个电磁线圈组成的，通过通电引起电磁场的变化，从而驱动电机转子运动。
直流无刷电机电路的优点与传统的直流有刷电机电路相比，直流无刷电机电路具有许多优点，包括：1.高效率：由于电子换向的方式，直流无刷电机电路可以减少能量损耗，提高电机的效率。
2.高转矩密度：直流无刷电机电路可以通过脉宽调制技术实现更高的电流，从而提供更大的转矩。
3.长寿命：由于无刷电机电路不需要刷子和集电环，因此减少了机械磨损和摩擦，从而延长了电机的使用寿命。
4.低噪音：直流无刷电机电路没有电刷的摩擦和火花，因此噪音更低。
直流无刷电机电路的缺点尽管直流无刷电机电路具有许多优点，但也存在一些缺点，包括：1.复杂性：直流无刷电机电路相对于有刷电机电路更为复杂，需要更先进的控制算法和更高的技术要求。
2.成本：直流无刷电机电路的制造和维修成本较高，因为其复杂性和需要使用专用材料和技术。
直流无刷电机电路的应用直流无刷电机电路广泛应用于各个领域，包括但不仅限于：1.电动工具：直流无刷电机电路可用于驱动电动锤、电动钻等电动工具，提供高效、可靠的动力输出。
无刷直流电机的无位置传感器控制
无位置传感器控制技术是无刷直流电机研究的热点之一，国内外相关研究已经取得阶段性成果。
在无刷直流电机工作过程中，各相绕组轮流交替导通，绕组表现为断续通电。
在绕组不通电时，由于绕组线圈的蓄能释放，会产生感应电动势，该感应电动势的波形在绕组两端有可能被检测出来。
利用感应电动势的一些特点，可有取代转子上的位置传感器功能，来得到需要的换相信息。
由此，就出现了无位置传感器的无刷直流电动机。
尽管无位置传感器控制方式使得转子位置检测的精确度有所降低，但由于取消了位置传感器，电机的结构更加简单，安装更加方便，成本降低，可靠性进一步提高，在对体积和可靠性有要求的领域以及不适合安装位置传感器的场合，无位置传感器无刷直流电机应用广泛。
无位置传感器控制方式下的无刷直流电机具有可靠性高、抗干扰能力强等优点，同时在一定程度上克服了位置传感器安装不准确引起的换相转矩波动。
无位置传感器技术是从控制的硬件和软件两方面着手，以增加控制的复杂性换取电机结构复杂性的降低。
以采用120o电角度两两导通换相方式的三相桥式Y接无刷直流电机为例，讨论基于现代控制理论和智能算法的无刷直流电机无位置传感器控制方法。
转子位置间接检测法目前无刷直流电机中主要采用电磁式、光电式、磁敏式等多种形式的位置传感器，但位置传感器的存在限制了无刷直流电机在某些特定场合的应用，主要体现在：1、位置传感器可使电机系统的体积增大；2、位置传感器使电机与控制系统之间导线增多，使系统易受外界干扰影响；3、位置传感器在高温、高压和湿度较大等恶劣工况下运行时灵敏度变差，系统运行可靠性降低4、位置传感器对安装精度要求较高，机械安装偏差引起的换相不准确直接影响电机的运行性能。
无位置传感器控制技术越来越受到重视，并得到了迅速发展。
依据检测原理的不同，无刷直流电机无位置传感器控制方法主要包括反电势法、磁链法、电感法及人工智能法等。
反电势法反电势法（感应电动势过零点检测法）目前是技术最成熟、应用最广泛的一种位置检测方法。
基于STM32无位置传感器无刷直流电机控制器设计
基于STM32无位置传感器无刷直流电机控制器设计一、本文概述本文主要探讨了基于STM32无位置传感器无刷直流电机控制器的设计。
随着现代科技的不断进步，电机控制技术也在日益成熟。
无刷直流电机（Brushless DC Motor, BLDC）作为一种高效、低噪音的电机类型，被广泛应用于各种工业和消费电子产品中。
然而，传统的无刷直流电机控制器通常需要位置传感器来监测电机的运行状态，这不仅增加了系统的复杂性和成本，还可能因为传感器的故障或误差影响电机的控制效果。
针对这一问题，本文提出了一种基于STM32的无位置传感器无刷直流电机控制器设计方案。
该方案利用STM32微控制器强大的处理能力和灵活的编程接口，结合先进的电机控制算法，实现了对无刷直流电机的无位置传感器控制。
文章首先介绍了无刷直流电机的基本原理和控制方法，然后详细阐述了基于STM32的无位置传感器控制器的硬件和软件设计，包括电机驱动电路、电流采样电路、控制算法等关键部分。
通过实验验证了所设计的无位置传感器无刷直流电机控制器的有效性和可靠性，为无刷直流电机的无位置传感器控制提供了一种新的解决方案。
本文的研究不仅有助于推动无刷直流电机控制技术的发展，还可为相关领域的研究人员和工程师提供有益的参考和借鉴。
通过深入研究和不断优化无位置传感器无刷直流电机控制器的设计，有望进一步提高电机的控制精度和效率，降低系统成本和维护难度，推动无刷直流电机在更多领域的应用。
二、无刷直流电机基本原理无刷直流电机（Brushless Direct Current，简称BLDC）是一种采用电子换向器替代传统机械换向器的直流电机。
它利用电子换向技术，实现了电机的高效、低噪音、长寿命运行。
无刷直流电机通常由永磁体、定子、转子和电子控制器四部分组成。
无刷直流电机的基本工作原理是电磁感应和换向控制。
当电机定子上的线圈通电时，会产生一个旋转磁场。
这个旋转磁场会与转子上的永磁体相互作用，从而使转子产生旋转力矩。
基于ST7MC无位置传感器无刷直流电机的控制系统设计
基于ST7MC的无刷直流电动机通用控制系统设计摘要：本文利用ST7MC 电机控制专用芯片以及驱动芯片L6386，设计和实现了对无刷电动机通用控制系统，利用该控制系统既可以实现无刷直流电机的有传感器和无传感器控制，同时也具有电压控制模式和电流控制模式，实验验证了该系统的良好调速和启动性能。
关键词：无刷直流电动机；无位置传感器；反电动势Abstract1 引言无刷直流电机（BLDCM）是当前工农业上应用最为广泛的电机之一，它突出的优点是体积小，重量轻，无换相火花，易于调速控制等。
传统的无刷直流电机大都以霍尔元件作为位置传感器，并与电机的定子绕组内嵌在一起，这使系统的维护和制造都很不方便，加上霍尔元件的温度特性不好，具有一定程度的磁不敏感区。
同时霍尔元件还大大增加了电气联结线数目，给抗干扰设计带来一定困难。
在精确的位置伺服系统中，位置传感器也占了整个系统成本的一大部分，有些传动系统由于空间有限，没有安装传感器的余地。
因此，在小型，轻载和恶劣环境下，无位置传感器的无刷直流电机成为理想的选择。
意法半导体公司（STMicroelectronics）开发的ST7MC芯片专用于无刷直流电机的控制，内部含有意法半导体自有的反电动势检测技术，专门用于电机控制的片内外设（MTC），既可实现有位置传感器无刷直流电机的精确控制，更适合于控制无位置传感器无刷直流电机的控制。
无位置传感器控制方式下只需通过三个电阻将电机的三项绕组直接与单片机的输入接口相连即可得到电机转子的位置信息，简化了系统结构及控制策略，具有结构简单易于实现等特点。
2硬件系统设计ST7MC是意法半导体公司专门为电机控制设计的芯片，特别适合于3相无刷直流电机的控制。
片内集成有8K到60K的FLASH或ROM、低电压监测器（LVD）、辅助电压监测器（A VD）、看门狗、高抗噪性的电磁兼容电路等。
另外，通过编程可实现读/写保护、多种低功耗模式，可有效降低在不同工作模式下的功耗。
电机的几种测速方法
电机的几种测速方法合肥工业大学自动化研究所(230009) 肖本贤 陈荣保安徽省电力工业局中心调度所(230061) 李 斌 葛 晖 【摘要】分析讨论了几种常用的电机测速方法的特点和应用,它对不同使用场合,选择合适的测速方法构成转速闭环具有实际意义。
关键词 测速方法 反馈测量 传感器一、引言数控系统中,检测是不可缺少的一个重要环节。
在N C 机床中,最关键的检测环节就是电机进给速度与位置的测试。
为了提高N C 机床中电机的调速与伺服性能,如调速精度、稳定性和快速性,均需采用转速闭环控制,从而需要检测电机的转速,其检测方法多种多样,且与选用的传感器类型有关,但概括起来主要有脉冲数字式、电压模拟式及专用集成电路方式。
因此在选配时要根据不同的使用场合,全面衡量。
因此,我们针对带有转子位置检测器这类伺服电机,分析讨论了与之相适应的几种测速方法,并对各种方法作了研究和评价。
二、永磁直流测速发电机永磁直流测速发电机以其灵敏度高、线性误差小、受温度变化的影响较小、结构简单、耐振动冲击、极性可逆等优点目前受到了广泛应用,但由于电刷和换向器的存在带来一些弊病:如可靠性差,使用环境受到限制,电刷与换向器的摩擦,增加了被测电机的粘滞转矩;电刷的接触压降造成了输出低速时的不灵敏区,如图1所示;电刷与换向器的间断接触或不良接触引起射频噪声,产生无线电干扰的高频纹波;以及电刷压降引起输出电压的不稳定等。
以上缺点都是有刷直流测速发电机固有的,有些缺点可通过特殊设计、补偿及滤波方法来解决,它是以电压的形式直接给出被测电机的转速。
图1 直流测速发电机的实际输出特性三、无刷直流测速无刷直流测速发电机从根本上取消了电刷与换向器这种接触装置,改善了测速发电机的性能,提高了运行的可靠性,是直流测速机的一个发展方向。
产品的无刷化已成为一种明显的发展趋势。
特别是电子技术的发展,使其测速电路的集成化程度有了迅速提高,赋予新型机电一体化方波无刷直流测速发电机更强的生命力。
无刷直流电动机无传感器换相误差自校正方法
r®计分祈a n d a m ls i紙择去机I 2〇l8年第46卷第7期无刷直流电动机无传感器换相误差自校正方法金浩，殷英，苗欣，李言民，梁建英(中车青岛四方机车车辆股份有限公司，青岛266111)摘要:针对无刷直流电动机无位置传感器换相技术存在残留换相误差问题，研究了一种换相误差自校正的 控制方法。
将电机一相绕组端电压与中性点电压作差处理的信号输入至采样电路，在该相绕组导通前后对称位 置，分别对该信号采样，并以前后两次采样电压相等为目标，建立换相误差P I控制回路。
经控制回路对换相误差 的校正，导通前后两次采样的电压最终收敛到相同的电平;与此同时，电机换相点收敛到正确的时刻。
实验表明，该方法仅利用电机一相绕组以及中性点，便能有效对换相误差实现闭环校正，实时补偿外界因素对换相间隔时间 的干扰。
关键词：无刷直流电动机;电机控制;无位置传感器中图分类号:TM351;TM464 文献标志码:A 文章编号:1004-7018( 2018) 07-0044-05Self-Compensation Method for the Commutation Error of Sensorless Control of Brushless DC Motor JIN Hao,YIN Ying,MIAO Xin,LI Yan-min,LIANG Jian-ying(CRRC Qingdao Sifang Co. ,Ltd.,Qingdao266111 ,China)Abstract ：T o re d u c e th e co m m u tatio n e rro r of th e sen so rle ss c o n tro l o f b ru sh le ss D C m o to r, a s e lf-c o m p e n s a tio n m e tho d w as p ro p o se d. A t th e p o in t o f o n e p h a se tu rn e d o n a n d o ff, sp e c ia l v oltage o f w as sam p led. A fte r th e tw o v oltag e s u btra c te d ,a c o n tro l loop w as in tro d u c e d to m ak e th e v oltage d iffe re n c e a p p ro a c h zero. T im e p h a se c h a n g e p o in t w as le d to th e a c c u ra te p o sitio n a t th e sam e. Tw o p o in t o f th e b a c k-E M F w as sa m p led d u rin g a n e le c tric a l c y c le to c o m p en satin g co m m uta tio n erro r. T h e e x p e rim e n t v erified th a t th e m eth o d w as sim p le a n d re lia b le.Key words：b ru sh le ss DC m oto r (B L D C M) ；m o to r c o n tro l；p o sitio n sen so rle ss0引言无刷直流电动机（以下简称BLDCM)具有速度 控制精度高、安全、高效等特点，是驱动磁悬浮控制 力矩陀螺高速转子的理想选择[1]。
无刷直流电机反电势过零法无传感器控制
无刷直流电机反电势过零法无传感器控制无刷直流电机具有良好的线性调速、高质高效平滑运转特性，结构简单，体积小，重量轻，效率高，功率因素高，转矩/重量比高，转动惯量低，易于散热，易于维护保养等优点，因此应用范围相当广泛。
随着电力电子器件的迅速发展，直流无刷电机利用电子换相器件取代了机械电刷和换向片，极大地提高了工业制造以及相关自动化电力系统部门的生产效率与质量，同时也伴随着应用领域需求的不断扩大，对无刷直流电机设计要求也越来越高。
这些无位置传感器位置检测技术各有优缺点和适用场合，但因反电势检测法具有线路简单、技术成熟、成本低、简单易行、可靠等众多优点，所以反电势检测法成为比较理想且应用最多的无位置传感器无刷直流电机控制方法。
2 无刷直流电机概述应对环境保护标准，汽车的能效法规日益严格；消费者对节能、安全、便捷和舒适度提出更高的要求，都推动汽车功能电子化趋势日益加强。
目前的汽车已不再是当初单纯的机械产品，已成为复杂度足够高的机电一体化产品。
国际汽车权威组织预测，至2020年，一辆豪华车中的电机数量可多达120台。
无刷直流1/ 4电机具有优异的性能，能实现更高的能效和性价比，在数字电子技术飞速发展过程中，无刷直流电机被整合至汽车的执行元件中，如散热风扇、暖通空调（HVAC）、刮水器、燃油泵、水泵、油泵、座椅风扇和混合动力系统等部件里。
无刷直流电机（英文为Brush less DC Motor，简写为BLDC）属于一种极典型的机电一体化的基础产品，作为执行元件的电机与其控制装置紧密关联，构成能完成复杂功能的自动化器械。
无刷电机中无电刷和换向器或集电环一类的机械构件，由晶体管电路电子换向将交流转换为直流，以及直流逆变为交流。
无须顾忌磨损、粉尘、噪声、火花和高强度的电磁干扰，并为汽车内特定的应用提供良好的无级变速控制。
国际汽车权威组织称，无刷电机显著地提升燃油能效和燃油经济性，节省60%～70%的能耗；无刷电机用于电动助力转向（EPS），行驶距离会增加3%～5%；用于电动水泵（EWP）及电动油泵（EOP），提升约1%～3%的能效。
无位置传感器无刷直流电机换相误差校正系统研究
无位置传感器无刷直流电机换相误差校正系统研究摘要:针对传统无位置传感器无刷直流电机控制技术存在换相误差这一问题，本文提出了一种基于转子角度观测器的换相误差闭环校正方法。
在系统分析换相误差产生机理的基础上，通过建立u_i转子角度观测器模型，在线实时获取电机转子位置，将电机总换相误差归一化为反电势与相电流间的相位差，并进行校正。
相较于传统无位置传感器控制技术，本文提出的方法可以在较宽的电机转速范围内进行换相误差精准校正，并具有较高的鲁棒性。
仿真与实验结果表明，基于本文提出换相误差校正策略能获得精准换相点，转矩脉动明显降低，尤其是在换相期间，校正后相电流脉动从42%减小到18%左右。
关键词:无刷直流电机;无位置传感器;转子角度观测;换相误差校正无刷直流电机采用电子换相电路取代传统有刷直流电机的机械换向装置，在保持原有基本性能基础上，进一步提高其高效可靠性，扩展了应用范围，在航天航空、汽车驱动、家用电器以及工控自动化等行业受到广泛青睐。
一台高性能的无刷直流电机，通常需要精确的检测转子磁极位置以产生恒定的定子磁场，目前应用较多的位置传感器主要为霍尔式传感器和光电式传感器。
位置传感器通常存在着以下弊端:1)高精度的传感器往往价格昂贵，增加了控制系统的成本;2)内置式的传感器，会增大电机体积，限制电机在空间受限的场景中应用;3)增加机轴摩擦，同时接口连线容易引入误差，降低系统整体可靠性;4)在环境严苛的条件下，传感器极易受损，整个系统将无法正常工作。
1无刷直流电机数学模型及换相误差分析电机数学模型图1为三相逆变器和无刷直流电机内部等效电路图，平顶宽度为120°的梯形波反电势和电流关系图。
假设电机三项绕组对称，定子内表面电枢绕组均匀分布，气隙磁场为方波。
图1无刷直流电机等效电路2无位置传感器换相误差校正策略1.1转子角度计算目前关于无位置传感器转子位置检测法研究较为成熟的方法是反电势过零点法，通过检测悬空相电压与直流母线电压进行比较，得到反电势过零点，再延迟30°电角度即为电机换相点，因该方法简单可行，无需额外硬件电路，而受到广泛关注。
无位置传感器直流无刷电机控制关键技术研究
无位置传感器直流无刷电机控制关键技术研究
李娜 １ ， ２ 苏永 新
（ １ ． 上 海 交通 大 学电子 信 息与 电 气＿ ｖ － ５学院 上海 ２ ０ ０ ２ ４ ０ ； ２ ． 上海 卫 星工程研 究所 上 海 ２ ０ ０ ２ ４ ０ ）
摘 要： 本文 结合 实际工程 项 目需 求介绍 了无位置传 感 器无刷直 流电机控 制方 法。 首先介 绍 了无刷 直流 电机 的组成及 工作原 理， 其次介 绍 了转子 位 置检 测及 换相 方 法， 最后 介 绍 了电机 启动 控制 的 实现 。 实践证 明该 控 制 系统具 有启 动速 度 快 、 运 行 稳定 、 调 速 范 围广 、 位 置检 测精 确性 高等优 点， 起到 了很 好 的控 制 效果， 具有 广 泛的应 用价值 。 关 键词 ： 无位 置传 感器 无刷 直流 电机 反 电动 势 过 零 比较 三段 式启动 中图分 类号： Ｔ Ｍ３ ３ 文 献标识 码： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ７ — ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ０ １ ７ — ０ ３
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图 １直 流 无刷 电机 系统 组 成 框 图
图 ２ 三相 全 桥 调 制无 刷 直 流 电机 驱 动 系统
数控 技术
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图 ３ 电机 转 子 旋 转 与定 子 绕 组加 电关 系示 意 图
图 ４ 无 刷 直 流 电 机气 隙磁 通 密 度 及 反 电动 势 波 形
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基于电流推定误差的无传感器无电刷直流电动机控制正员 竹下隆清(名工大)正员 野村尚史(名工大)正员 松井信行(名工大)Sensorless Brushless DC Motor Drives Using Current Estimation ErrorTakaharu Takeshita, Member, Naofumi Nomura, Member, Nobuyuki Matsui, Member (Nagoya Institute of Technology)This paper presents a position sensorless drive of a brushless dc motor with a sinusoidal flux distribution.The estimation of position and emf is performed by using the integration of the current differences between the actual motor and model. The estimation speed is calculated by the differential calculus of the estimatedposition. The stability of the proposed algorithm and the design of the estimation gains are explained and it is shown that the parameter differences do not give serious effects on the estimation characteristics.In the experimental results using a 6 pole 1.2 kW test motor, the speed control range from 35 to 1500 rpm is obtained. To verify the proposed algorithm, the estimation and speed control characteristics are shown.Furthermore, the starting characteristics of the motor from arbitrary rotor position are shown.关键字: 无电刷直流电动机，位置检测器，无传感器控制，电流推定误差１． 前言因为无电刷直流电动机是在对应转子位置来通电流的，因此控制扭矩，编码器、分相器等的位置检测器是必不可缺少的。
然而位置检测器系统相对来说体积大、价格高，以及存在粉尘、振荡、温度等的耐环境性的问题。
并且，还存在位置检测器和控制器之间的信号线噪音混入及信号线的切断等问题。
针对这些问题，对不能使用位置检测器的无传感器无电刷直流电动机的要求也越来越高了(1)~(6)。
无电刷直流电动机根据转子永久磁铁的着磁不同而不同，梯形波着磁型和正弦波着磁型有很大的区别，建议使用位置无传感器控制的报告例中指出，可以使用120度通电形逆变器的非励磁相的速度电动势以及环电流二极管的导通状态，来查出整流点位置的方法（1）（2）。
另一方面，作为正弦波着磁型无电刷直流电动机的无传感器控制的报告例，在旋转坐标系中电动机模型化，用推定内部相差角的方法(3)和利用电压推定误差来推定转子位置的方法(4)(5)，或是在固定坐标系用观测者推定转子永久磁铁磁通量位置的方法(6)等被建议使用。
不论那种方法，被认为存在的问题点是速度控制范围和控制精度、确保低速时圆滑旋转以及起动法。
本论文也是沿着这个方向，提出正弦波着磁圆筒型无电刷直流电动机的无传感器控制法的提案。
本方法，对速度电动势方向在转子位置时，从大小与速度各自对应的情况着眼，推定出位置及速度。
本推定法，在控制器内部有电动机算式模型，使用推定位置和推定速度电动势为基础演算出推定电流与实际电流的误差，对位置及速度电动势同定。
推定速度更加寻求推定位置的微分。
这个情况从实用的观点来看，给位置及速度的推定带来电动机参数灵敏度、推定运算法则的稳定性，以及推定运算法则中使用到的腰槽设计法非常重要。
论文中，以推定误差的状态方程式做为根本，具体在表现为稳定性、腰槽设计法的同时，明确了参数误差和推定误差的关系。
并且明确了从任意的转子位置开始能够确保稳定起动的事项。
1.2kw，6极点，根据使用1200rpm 的正弦波着磁圆筒型无电刷直流电动机的实验，在±100％负荷范围得到35~1500rpm 的速度控制范围，明确了稳定性和起动特性。
2.位置•速度无传感器控制 <2•1> 无传感器速度控制系统的概要 图1显示为正弦波着磁无电刷直流电动机以一般转子磁极上被定义的ɖ-α轴为基础，对d 轴电流进行控制，进行q 轴电流和扭矩的线形控制。
在无传感器控制对ɖ-α轴的位置•速度不明情况下，按照图1的推定轴γ-δ轴的位置•速度进行控制。
图2为无传感器无电刷直流电动机的速度控制系统构成，由控制部和推定部构成。
控制部由速度控制部和电流控制部构成，速度控制部根据指令速度 与γ-δ轴速度 对PI 进行演算，演算扭矩电流指令为 。
同时，γ轴电流因与扭矩无关，将γ轴电流指令 作为0。
这些电流指令与实际电流相一致，在电流控制部的电动机逆模型基础上的演算输入电压ν。
推定部对位置，速度电动势及速度进行推定。
γ-δ轴的位置θM，推定速度电动势eM 上存在误差，实际电流i 和按照电动机模型演算的模型电流i M 间产生电流误差∆i 。
在那里使用包含∆i 的位置、速度起电流的推定误差信息，用θM，e M 补正使电流误差成为零。
速度电动势e M 可以进行速度推定,不过，为了得到更正确的速度，利用γ-δ轴的位置 微分来寻求γ-δ轴速度 。
因为 含有噪音，用低通滤波器(LPF)除去了脉动部分 作为速度信息。
<2•2>位置•速度推定运算法则的导出 无电刷直流电动机的ɖ-α轴上的状态方程式用如下所记。
在这里，R、L、K E 是各自线路电阻、自感系数、速度电动势因数，θ为实际速度。
因为在控制器内θ的实际位置不明，根据推定位置θM(γ-δ轴)进行控制。
从ɖ-α轴向γ-δ轴变换队列，使用推定位置误差∆θ及给予使用(3)式改变（1）坐标，在γ-δ轴上的状态方程式(1)式得到下式。
在这里， 的推定速度是推定位置θM 的微分。
(4)式对电流微分项施以欧勒近似，更加在样品周期间输入电压 与一定值近似，改写样点n-1和n的样品周期T 间的离散值系的算式，得到另一方面，样点n 的模型电流iM (n)在(5)式的位置推定误差∆θ为0，推定速度电动势e M0与速度电动势e 调换，可用实电动机模型的参数Rm，Lm代替电动机的参数。
记录为 在这里简单说明，实电动机和模型的参数相符时，要考虑位置推定误差∆θ≃0的情况。
此时根据(5)，(6)式的差来寻求电流误差∆i(n)，在这里得到∆e (n-1)=e(n-1)－e M (n-1)，可以明白电流误差的γ及δ轴成分与各自位置及速度起电压的推定误差有一定比例。
因此，如果进行电流误差为零的位置、速度电动势的推定演算，可以把推定值做为真值结束。
推定速度电动势EM(n)在与∆e 有比例关系的δ轴电流误差∆i δ为零时，可推定为在这里，Ke 是速度电动势推定腰槽。
另一方面，推定位置θm(n)在前样点的推定值增加1样品周期间的转子移动量，位置误差∆θ与实际 速度 的累积比例，使用γ轴电流误差∆i ɤ进行补正演算,但要考虑速度电动势的方向，推定为在这里，Ken 是模型的电动势系数，Ke 是位置推定腰槽。
同时，右边第2项是从1样品周期间位置变化量的速度电动势来推定项。
在位置推定演算中的速度电动势，即需要实际速 度θ的方向,不过，θ的价值因为不明所以采用 的符号。
γ-δ轴速度 是1样品周期间的平均速度，采用(9)式，记录为作为速度推定值使用θm0作为速度控制,对于(12)式的∆eM (n)，（14)式的低通滤波器(LPF)用下式。
但，0<k< 1。
3.稳定性和参数误差的影响 以本章导出推定误差方程式，以稳定辨别为基础，表现为位置、速度电动势的推定腰槽Kθ、Ke 的设计法，同时伴随考察参数误差的推定误差对控制系带来影响。
<3•1> 推定误差方程式的导出假定电动机速度的应答比推定特性的应答缓慢的话，电动机的速度θ及速度电动势e作为一定值处理，记录为在这里，速度θ，速度电动势e 不是作为连续系的瞬间值，而是作为固定值。
求(16)、(17)式与(8)、(9)式的差，采用(5)，(6)式整理的话，能得到推定误差方程式。
(19)式是非线性系统，右边第1项为线形部分，第2项为参数误差的影响，第3项为非线性部分。
以下，采用(19)式位置•速度电动势推定运算法则的稳定性和参数误差的影响进行讨论。
<3•2> 稳定性与腰槽设计法 (19)式是非线性系统，正确论述稳定性比较困难。
在那里对于作为线形系统近似的位置推定误差∆e ≃0的稳定性进行辨别，表现为推定腰槽Kθ，Ke 的设计指针。
根据包含了非线性领域的稳定性的实验进行确认。
求(19)式的极点，得到极点λ1，λ2满足条件的时候，位置、速度电动势推定算法稳定。
因此，用(26)式稳定条件求Kθ，Ke 的稳定范围，象(25)式这样很明显λ1成为速度的绝对值│θ│的1次函数，低速λ1诚然接近1，θ=0时变成1。
根据位置推定值的结束特性λ1决定位置推定值的结束不象低速那样晚，不能以速度0配置推定。
同时，比起以上的讨论在低速时θ的变化比推定误差的应答缓慢的假定变得不成立，根据(26)式推定运算法则的稳定性变得不能辨别。
具体的推定腰槽设计，考虑上述的稳定条件和噪音的影响，试行错误性地进行,表现为以下的指针。
如果(7)第2行没有参数误差，从∆e (n－1)＝－Lm/T ∆is (n)到速度电动势推定腰槽Ke=Lm/T 的设计，用1样品可以将速度推定电动势误差到零。
同样，从(7)式的第1行∆e (n-1)=Lm/｛Te(n-1)｝∆ir (n)的关系得到，E 在作为额定时的速度电动势位置推定腰槽设计Ke=Lm/与(TE)，额定旋转时不需要用1样品结束，考虑噪音的影响从低速到高速，一定的腰槽稳定动作时用使用充分小的值。
<3•3> 参数误差的影响(19)式表示系的稳定情况，在固定状态中γ-β轴速度θm 实际速度与θ变得相等。