永磁同步电机无位置全速控制
永磁直线同步电机全速无位置传感器控制
了高频信 号 注入 法和 增广扩展 卡 尔曼滤 波算 法复合 的估计 算法 。在起 动和低 速 时采 用 高频信 号 注
入法，在 中高速时采用增广扩展卡尔曼滤波法 ，在过渡区域采用高频信号注入 法和增广扩展卡 尔曼
滤 波算 法融合 的 方法 ，实现从 零速 到 高速 全速 范 围 内高精 确 度 无位 置 传 感 器控 制 。仿 真 和 实验 结
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ａｎｈｕｉ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈｕ ２４１０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ｌｉｎｅａｒ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ（ＰＭＬＳＭ），ａ ｓｉｎ·
（安徽工 程大学 电气工程学院 ，安徽 芜 湖 ２４１０００）
摘 要 ：针 对 永磁 直线 同步 电机无位 置 传感 器控 制 时 ，单一 的位 置估 计 算法难 以在 宽 范 围 内精确 估
计动 子速 度和 位置信 号 的 问题 ，为 了进 一步 适应 直 线 电机往 复运 动 、速 度 变化 范 围 大的特 点 ，提 出
提 娟 （１９９１－ ），女 ，硕 士研 究 生 ，研 究 方向 为 直线 电机 无 传 感 器 控 制 技 术 ；
高文根 （１９７３一 ），男 ，硕 士 ，讲 师 ，研 究方 向 为 电机 运 动 控 制 ； 陈 其 工 （１９６１一 ），男 ，硕 士 ，教 授 ，硕 士导 师 ，研 究方 向 为运 动 控 制 理 论 。 通讯 作者 陆华 才
第 ４期
陆 华才 等 ：永 磁直 线 同步 电机全 速 无位 置传 感器 控制
《永磁同步电机全速度范围无位置传感器控制技术的研究与实现》范文
《永磁同步电机全速度范围无位置传感器控制技术的研究与实现》篇一一、引言永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）是一种重要的电动传动系统部件，因其具有高效率、高功率密度和良好的调速性能等优点，被广泛应用于工业、汽车、航空航天等领域。
然而，传统的PMSM控制系统通常需要使用位置传感器来获取电机的位置信息，这不仅增加了系统的复杂性和成本，还可能降低系统的可靠性和稳定性。
因此，无位置传感器控制技术成为了近年来研究的热点。
本文旨在研究并实现永磁同步电机全速度范围无位置传感器控制技术，以提高电机控制系统的性能和可靠性。
二、永磁同步电机基本原理永磁同步电机的基本原理是利用永磁体产生的磁场与定子电流产生的磁场相互作用，产生转矩，使电机转动。
PMSM的转子不需要外部供电，具有结构简单、运行可靠等优点。
然而，要实现电机的精确控制，必须准确获取电机的位置和速度信息。
传统的PMSM控制系统通过位置传感器来获取这些信息，但无位置传感器控制技术则通过电机内部的电气信号来估算电机的位置和速度。
三、无位置传感器控制技术无位置传感器控制技术主要通过电机内部的电气信号来估算电机的位置和速度。
常见的无位置传感器控制技术包括基于反电动势法、模型参考自适应法、滑模观测器法等。
本文采用基于反电动势法的无位置传感器控制技术，通过检测电机的反电动势来估算电机的位置和速度。
四、全速度范围无位置传感器控制策略为了实现永磁同步电机全速度范围的无位置传感器控制，需要采用合适的控制策略。
本文采用基于矢量控制的策略，通过实时调整电机的电压和电流来控制电机的位置和速度。
在低速阶段，采用初始位置估算和误差补偿技术来提高位置的估算精度；在高速阶段，则采用反电动势法来准确估算电机的位置和速度。
此外，还采用了自适应控制技术来应对电机参数变化和外部干扰的影响。
五、实验与结果分析为了验证本文所提出的无位置传感器控制技术的有效性，进行了实验验证。
永磁同步电机无位置传感器控制全速域带速重投研究
永磁同步电机无位置传感器控制全速域带速重投研究永磁同步电机（PMSM）在工业和交通领域中具有广泛的应用。
为了实现高效率和高性能的控制，通常需要使用位置传感器来提供准确的转子位置信息。
然而，位置传感器的使用增加了系统的成本和复杂性。
因此，研究人员一直在探索无位置传感器控制（sensorless control）技术，以降低成本并提高系统的可靠性。
本文针对PMSM的无位置传感器控制进行了全速域带速重投的研究。
带速重投是一种基于辨识的控制方法，通过测量电机的电压和电流来估计转子位置。
然后，利用估计的转子位置信息进行电机控制，实现无位置传感器控制。
首先，本文对带速重投方法进行了详细的介绍。
带速重投方法基于电机的数学模型，通过测量电机的电压和电流来辨识模型参数，并估计转子位置。
根据估计的转子位置，可以实现闭环控制，对电机进行精确的控制。
然后，本文设计了一个实验平台，用于验证带速重投方法的性能。
实验平台包括一个PMSM，一个功率放大器和一个控制器。
通过改变电机的工作条件，如不同的转速和负载扭矩，对带速重投方法进行了测试和评估。
实验结果表明，带速重投方法能够准确地估计转子位置，并实现高性能的电机控制。
最后，本文对带速重投方法的优点和局限性进行了讨论。
带速重投方法在无位置传感器控制中具有较低的成本和复杂性，可以提高系统的可靠性。
然而，带速重投方法对电机模型的准确性要求较高，对参数变化敏感，对实时性要求较高。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行合理选择和优化。
综上所述，本文对永磁同步电机无位置传感器控制全速域带速重投进行了研究。
带速重投方法通过测量电机的电压和电流来估计转子位置，实现了无位置传感器控制。
实验结果表明，带速重投方法具有良好的性能和可靠性。
然而，对电机模型的准确性和实时性要求较高，需要进一步研究和优化。
《2024年永磁同步电机全速度范围无位置传感器控制策略研究》范文
《永磁同步电机全速度范围无位置传感器控制策略研究》篇一一、引言随着电力电子技术的不断发展，永磁同步电机（PMSM）在工业、汽车、航空等众多领域得到了广泛应用。
然而，传统的PMSM控制系统通常需要使用位置传感器来获取转子的位置信息，这不仅增加了系统的复杂性和成本，还可能受到环境因素的干扰。
因此，研究无位置传感器控制策略对于提高PMSM的性能和可靠性具有重要意义。
本文将重点研究永磁同步电机全速度范围无位置传感器控制策略，旨在为PMSM的进一步应用提供理论依据和技术支持。
二、永磁同步电机基本原理永磁同步电机是一种基于磁场相互作用原理的电机，其转子采用永磁体材料制成。
当电机通电时，定子产生的磁场与转子永磁体产生的磁场相互作用，使转子按照一定的速度和方向旋转。
PMSM具有高效率、高功率密度、低噪音等优点，在许多领域得到广泛应用。
三、无位置传感器控制策略无位置传感器控制策略是实现PMSM控制的重要技术。
目前，常见的无位置传感器控制策略包括基于反电动势的估计方法、基于电流模型的方法、基于卡尔曼滤波器的方法等。
这些方法在不同的速度范围内具有不同的优缺点。
四、全速度范围无位置传感器控制策略针对PMSM的全速度范围无位置传感器控制策略，本文提出一种基于多种控制策略的综合方法。
在低速阶段，采用基于反电动势的估计方法，结合特定的启动策略实现稳定启动和位置跟踪；在高速阶段，采用基于电流模型的方法或卡尔曼滤波器等方法进行位置估计。
同时，根据电机运行状态和负载变化，实时调整控制策略，保证电机在不同速度范围内的稳定性和准确性。
五、实验与结果分析为了验证所提出的全速度范围无位置传感器控制策略的有效性，本文进行了大量实验。
实验结果表明，该控制策略在全速度范围内均具有较高的精度和稳定性。
在低速阶段，通过特定的启动策略实现了快速稳定启动和位置跟踪；在高速阶段，采用多种估计方法有效减小了位置估计误差。
此外，在不同负载和工作环境下的实验结果也证明了该控制策略的鲁棒性和可靠性。
永磁同步电机无位置传感器控制技术分析
永磁同步电机无位置传感器控制技术分析作者：阳小兰来源：《科海故事博览·上旬刊》2019年第02期摘要永磁同步电机具有很好的应用优势，这主要是其内部转子的位置能够定位到，从而能够对永磁同步电机的性能进行提高。
但是使用机械式传感器相对来说不能够很好的抵抗干扰，而且成本也较高，应用无位置传感器控制技术能够弥补这一不足，对电机的广泛使用有很好的推动作用。
鉴于此，本文分析了电机的无位置传感器控制，电机主要是永磁同步式的，希望有参考意义。
关键词无位置传感器永磁同步电机控制技术自动控制技术以及电子技术的不断发展，使得电机的性能越来越高，交流变速系统控制得到了很好的应用。
在交流变速控制技术中，同步电机有较为明显的优点，在一些大型的系统控制中具有很好的发展。
永磁同步电机的无位置传感器控制改变了机械式传感控制，使得其应用更加的可靠。
一、转子的初始位置检测（一）预定位检测方法永磁同步电机能不能够正常启动并且平稳的运行其转子的初始位置检测是十分关键的，只有转子的初始位置检测工作做好了，才能够保证电机的启动转矩，能够有效的确保在启动的时候不会发生电机反转的情况。
使用预定位方法对转子初始位置进行检测，主要就是在开始启动永磁同步电机之前，将恒定电压矢量加到电机上，时间是定量，这样电磁转矩推动着转子转到预定的地方。
使用此方法进行检测，比较简单，其运算也不会太麻烦。
在将恒定电压矢量加完之后，定子绕组中就会有合成电流矢量产生，然后就会有电磁转矩，进一步转子就会进行转动。
使用这种预定位方法进行检测，通常情况下转子预定位都能够达到设置的目标位置，但是也会有特殊情况存在，转子无法到达目标位置的情况是当转子的实际位置是在π或者是接近π时。
针对于这种情况，使用逐次差值为120度的电压矢量来依次进行施加的方式，这样就能够使转子逐渐的转到目标位置，通过这种方式，能够使预定位方法检测更加的具有可行性。
不过使用这种方法进行检测有一定的缺陷，对转子的位置进行预定位的时间相对来说是比较长的，而且在过程中其转子的位置是有可能会出现变动的，因此其应用是具有一定的约束性的。
永磁同步电机无位置传感器控制技术研究综述
永磁同步电机无位置传感器控制技术研究综述【摘要】永磁同步电机无位置传感器控制技术是当前研究领域的热点之一。
本文通过对该技术进行综述，首先介绍了永磁同步电机控制技术的概况，然后详细分析了无位置传感器控制策略、基于模型的控制方法、基于适应性方法的控制技术以及基于滑模控制的应用。
在展示了这些控制技术的优势和特点的也指出了在实际应用中面临的挑战和需改进的地方。
我们对研究进行了总结，展望了未来的发展趋势，并提出了应对挑战的策略。
通过本文的研究，希望能够为永磁同步电机无位置传感器控制技术的进一步发展提供参考和指导。
【关键词】永磁同步电机，无位置传感器，控制技术，模型控制，适应性方法，滑模控制，研究总结，发展趋势，挑战与应对策略1. 引言1.1 研究背景永磁同步电机是一种具有高效率、高性能和广泛应用的电机类型，其在许多领域中得到了广泛的应用。
传统的永磁同步电机控制方法需要利用位置传感器来获取电机转子的位置信息，这增加了系统的成本和复杂性。
为了克服这一问题，无位置传感器控制技术应运而生。
无位置传感器控制技术通过利用电流和电压的反馈信息，结合适当的控制策略，实现对永磁同步电机的精准控制。
这种技术不仅可以降低系统成本，还可以提高系统的鲁棒性和稳定性。
研究永磁同步电机无位置传感器控制技术具有重要的理论和实际意义。
本文旨在对永磁同步电机无位置传感器控制技术进行综述和总结，系统地介绍这一领域的研究现状和发展趋势，为相关领域的研究人员提供参考和借鉴。
通过对相关文献和案例的分析和总结，为进一步推动永磁同步电机无位置传感器控制技术的发展提供理论支持和实践指导。
1.2 研究目的永磁同步电机无位置传感器控制技术的研究目的是为了探索在没有位置传感器的情况下，如何实现对永磁同步电机的精准控制。
通过研究不依赖位置传感器的控制策略和技术，可以降低系统的成本和复杂度，提高系统的稳定性和可靠性。
研究无位置传感器控制技术还可以拓展永磁同步电机在各种应用中的适用范围，推动新能源车辆、工业制造等领域的发展。
永磁同步电机无位置控制正反转原理
永磁同步电机无位置控制正反转原理下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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《永磁同步电机全速度范围无位置传感器控制技术的研究与实现》
《永磁同步电机全速度范围无位置传感器控制技术的研究与实现》一、引言随着科技的不断进步，永磁同步电机（PMSM）在工业、汽车、家电等领域的应用越来越广泛。
而传统控制技术常常需要安装位置传感器来提供电机的实时位置信息，这既增加了系统的复杂性又增加了成本。
因此，无位置传感器控制技术逐渐成为研究热点。
本文将探讨全速度范围无位置传感器的控制技术及其在永磁同步电机中的应用与实现。
二、无位置传感器控制技术的理论基础1. 基本原理无位置传感器控制技术主要通过检测电机电压、电流等电气量，结合电机模型和算法来估计电机转子的位置和速度。
它避免了使用传统的位置传感器，简化了系统结构，降低了成本。
2. 控制算法常见的无位置传感器控制算法包括反电动势法、模型参考自适应法、滑模观测器法等。
这些算法在电机运行的不同阶段有不同的适用性，可以根据电机的实际运行情况选择合适的算法。
三、全速度范围无位置传感器控制技术的实现1. 启动阶段在电机启动阶段，由于没有转子位置信息，需要采用特定的启动策略。
常见的启动策略包括预定位法、转矩辅助启动法等。
这些方法可以在电机启动阶段提供足够的转矩，使电机顺利启动并进入正常运行状态。
2. 运行阶段在电机运行阶段，根据电机的实际运行情况选择合适的无位置传感器控制算法。
例如，在低速阶段可以采用反电动势法来估算转子位置；在高速阶段则可以采用模型参考自适应法或滑模观测器法等更精确的算法。
同时，为了保证系统的稳定性，还需要对控制算法进行优化和调整。
四、实验与结果分析为了验证全速度范围无位置传感器控制技术的有效性，我们进行了大量的实验。
实验结果表明，该技术能够在全速度范围内实现电机的稳定运行，且具有较高的控制精度和动态性能。
与传统的有位置传感器控制系统相比，无位置传感器控制系统具有更高的可靠性、更低的成本和更简单的结构。
五、结论与展望本文对永磁同步电机全速度范围无位置传感器控制技术进行了深入研究与实现。
实验结果表明，该技术能够在全速度范围内实现电机的稳定运行，具有较高的控制精度和动态性能。
同步磁阻电机无位置控制方法_解释说明以及概述
同步磁阻电机无位置控制方法解释说明以及概述1. 引言1.1 概述同步磁阻电机是一种在工业和家庭应用中广泛使用的电机，具有高效率、低噪音和可靠性等优点。
然而，在传统的同步磁阻电机位置控制方法中，需要准确测量电机转子的位置信息，这增加了系统复杂度和成本。
为了解决这个问题，无位置控制方法应运而生。
1.2 文章结构本文将首先介绍同步磁阻电机的基础知识，包括电机结构、工作原理和特点等。
然后，分析传统的同步磁阻电机位置控制方法及其存在的问题。
接下来，详细介绍无位置控制方法，并着重讲解实施这种方法所涉及的关键技术，包括磁场观测与定位算法、控制器设计和参数调节策略以及反馈系统构建与优化技巧。
随后，通过实验结果分析与讨论验证所提出的无位置控制方法的有效性，并展望其在实际应用领域中的前景。
最后，总结文章主要研究结论，并提出存在问题改进方向和未来研究重点建议。
1.3 目的本文的目的是提出一种同步磁阻电机无位置控制方法，通过对电机内部磁场的观测和定位算法，以及优化反馈系统和控制器设计，实现精准控制而无需测量电机转子位置信息。
这将降低系统成本和复杂度，并提高同步磁阻电机在各个领域中的应用性能以及工作效率。
同时，通过实验结果分析与讨论来验证所提出方法的有效性，并对其在实际应用中的前景进行展望。
2. 同步磁阻电机无位置控制方法解释说明：2.1 同步磁阻电机基础知识同步磁阻电机是一种特殊的交流电机，其运行原理是通过定子和转子之间的磁场相互作用来实现能量转换。
与传统的感应电机相比，同步磁阻电机具有更高的效率、较低的噪音和振动以及更好的动态响应性能。
2.2 传统的同步磁阻电机位置控制方法传统的同步磁阻电机位置控制方法主要基于对转子位置进行监测和反馈控制。
通常使用编码器等位置传感器来获取转子位置信息，并通过PID控制算法来实现精确控制。
然而，这种传统方法依赖于精确的位置测量，并且在某些应用中可能存在复杂性和成本方面的限制。
2.3 无位置控制方法介绍无位置控制是一种与传统方法不同的控制策略，它不需要直接监测和反馈转子位置信息。
永磁同步电机无位置传感器全速域控制
wave injection method ； weighting algorithm
o引言
永磁同步电机（PMSM）以其高效、大转矩输出
而得到
应用。现有永磁同步电机驱动系统调
采用位置传感器 转子位
信号，
驱
控制系统成本 ，同时系统的可靠
性也有所降低［1］%为克 用机械传感器给系统
带来的缺陷，无传感器控制技术便成了电机控制技
电机无位置传感器控制。
谭国俊（1962）,男，博士生导师，研究方向为
电机无位置传感器控制大功率电力传动控制理论与全数字
控制技术、电力电子功率变换技术、风力发电变流技术、电力系统动态补偿技术。
・6(・
微电机
52卷
Kalman Filtering, EKF)、滑模观测器法(Sliding Mode Observer, SMO)⑸等。然而，MRAS对参数依赖性
p oposed.At med tum and htgh speed anges， theeitended setdtngmodeobseNeeNwtthouteowpasfteteswas
used foNest tmat tng the motoNotoNspeed and posttton and at ee o oNeow speed Nanges， thehtgh fequencs
考虑饱和效应的永磁同步电机全程无位置传感器控制
考虑饱和效应的永磁同步电机全程无位置传感器控制吴春;齐蓉;李兵强;马冬麒【摘要】To overcome the difficulty of position estimation for sensorless control of permanent magnet synchronous motor (PMSM) in low-speed range,a start-up method called I/F is adopted.It can ensure PMSM start up in different load conditions.Unscented Kalman filter (UKF) is used for position estimation in middle to high-speed range.Meanwhile,considering saturation effect and filter delay,the varying inductance and filter delay compensation are used to improve position estimation accuracy.Based on the torque-power angle self-stabilization mechanism,a smooth switching method that transforms I/F starting method to UKF based closed loop sensorless control,is implemented to switch current and speed smoothly.The experimental results demonstrate the whole speed range sensorless control is effective.During the changing processes of load and speed,the steady state error of estimated position can be eliminated.%针对永磁同步电机无位置传感器控制静止和低速时位置估计困难,采用恒电流变频(I/F)起动,可在不同负载下都能顺利起动.中高速阶段采用无迹卡尔曼非线性滤波器(UKF)进行位置估计,同时考虑了磁场的饱和效应和滤波器的滞后,采用时变电感参数和滤波器滞后补偿来提高位置估计精度.并利用转矩-功角自平衡特性,完善了I/F起动到UKF无位置传感器闭环控制的过渡策略,实现电流和转速的平滑切换.实验结果说明该策略可实现全程无位置传感器控制,并且在负载、转速变化过程中,估计位置无稳态误差.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2017(032)002【总页数】9页(P171-179)【关键词】永磁同步电机;无位置传感器控制;恒电流变频起动;无迹卡尔曼滤波;饱和效应【作者】吴春;齐蓉;李兵强;马冬麒【作者单位】西北工业大学自动化学院西安 710129;西北工业大学自动化学院西安 710129;西北工业大学自动化学院西安 710129;西北工业大学自动化学院西安710129【正文语种】中文【中图分类】TM351永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）以其结构简单、高转矩转动惯量比、高效率等优势，逐渐成为交流伺服系统领域的首选。
永磁同步电机无位置传感器控制技术研究综述
永磁同步电机无位置传感器控制技术研究综述永磁同步电机（PMSM）是一种应用广泛的电机类型，其具有高效率、高功率密度、高性能和低噪音等优点，因此被广泛应用于电动汽车、风力发电、工业驱动等领域。
PMSM在控制过程中需要准确地获取转子位置信息，以实现精确的控制。
传统的PMSM控制需要使用位置传感器来获取转子位置信息，位置传感器的使用会增加系统复杂性和成本。
无位置传感器控制技术成为了研究的热点之一。
本文将对永磁同步电机无位置传感器控制技术进行综述，介绍其发展历程、控制方法和应用前景。
传统的PMSM控制技术需要使用位置传感器（如编码器、霍尔传感器）来获取转子位置信号，以实现闭环控制。
位置传感器的使用会增加系统的复杂性和成本，并且可能存在故障导致系统性能下降的风险。
为了克服这些问题，研究人员提出了无位置传感器的PMSM控制技术，以减少系统复杂性和成本。
最早的无位置传感器控制技术是基于反电动势观测的方法，即通过测量电机绕组的反电动势来估计转子位置。
这种方法在低速和低转矩区域的性能较差，且容易受到参数变化的影响。
随着研究的深入，基于模型的预测控制（Model Predictive Control, MPC）成为了无位置传感器控制技术的研究热点。
MPC通过建立电机的数学模型，预测未来一段时间内的电流、转矩和转子位置，然后根据预测结果实施控制。
MPC能够克服传统闭环控制的调参困难和性能受到参数变化影响的问题，具有较好的控制性能和鲁棒性。
除了MPC，基于观测器的无位置传感器控制技术也得到了广泛的研究和应用。
目前，永磁同步电机无位置传感器控制技术已经取得了较大的进展，成为了PMSM控制技术的重要分支之一，并且在电动汽车、风力发电、工业驱动等领域得到了广泛的应用。
1. 基于反电动势观测的方法基于反电动势观测的无位置传感器控制方法是最早的研究成果之一，其原理是通过测量电机绕组的反电动势来估计转子位置。
这种方法简单易实现，但在低速和低转矩区域的性能较差，且容易受到参数变化的影响。
永磁同步电机全速度段无位置传感器控制策略研究
ｎｏｔ ｎｅｅｄ ｉｎｉｔｉａｌ ｒｏｔｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｅｓｔｉｍ ａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍ ａｃｈｉｎｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｅｓｔｉｍ ａｔｉｏｎ ａｎｄ ｂｙ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｓｔａｒｔｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔ
ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｋａｌｍａｎ ｆｉｌｔｅｒ（ＥＫＦ）ｏｎｌｙ ａｐｐｌｉｅｓ ｔｏ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ—ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｓｔａｇｅ ｗｈｉｌｅ ｉｔｉｓ ｄｉｆ ｉｃｕｌｔ ｔｏ ｅｓｔｉｍａｔｅ ｒｏｔｏｒ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｐｅｅｄ ａｔ ｌｏｗ—ｓｐｅｅｄ ｓｔａｇｅ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｎｏｒｍ ａｌ ＥＫＦ ｌａｃｋｓ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｔｒｏｎｇ ｎｏｎ—
ｍ ｕｈｉ．ｉｎｎＯｖａｔｉ０ｎ
０ 引 言
ＰＭＳＭ具有转速平稳、转矩／功率密度 高、过载 能力 强 、机 械特 ｌ生较 硬 、调速 范 围广等 优 点 。随着矢 量控制的论的提 出和微型计算机技术 的发展 ，ＰＭＳＭ 在 工业伺 服应用 中能够实 现准 确 的速 度控 制 ，因而得
关键词 ：永磁 同步 电机 ；无 传感器控制 ；流频 比起 动 ；扩展 卡尔曼滤波器 ；多新息
中图分类 号 ：ＴＭ３０１．１００１．６８４８（２０１８）０１．００３４—０５
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆ ＰＭ ＳＭ ａｔ Ｆｕｌｌ Ｓｐｅｅｄ Ｒａｎｇｅ
ｉｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ．Ｔｈｕｓ，ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｔｏ ｓｔａｒｔ ｔｈｅ ｐｅｒ ｍ ａｎｅｎｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ（ＰＭＳＭ）．Ｗｈｉｌｅ ａｔ
纯电动汽车用永磁同步电机无位置传感器控制研究
因此无位置传感器控制技术成为了研究热点。本文以纯电动汽 车用永磁同步电机无位置传感器控制展开研究。
本文首先对纯电动汽车的驱动系统进行了概述,分析了纯电动汽 车的优势,比较了几种常见的纯电动汽车驱动系统形式,对纯电 动汽车驱动电机进行了调研和选型。重点综述了低速、零速和 中、高速永磁同步电机无位置传感器控制研究现状。
纯电动汽车用永磁同步电机无位置传Байду номын сангаас感器控制研究
近年来,物联网和智能化的普及,为汽车行业注入了新的活力。 汽车行业正处于大变革时代,汽车电动化是汽车智能化的基础, 也是减缓大气污染的有效措施。
大力发展电动汽车既符合国家战略,也顺应汽车行业转型升级趋 势。纯电动汽车用驱动电机作为纯电动汽车的动力源,是纯电动 汽车的心脏。
为实现永磁同步电机矢量控制,详细阐述了SVPWM的基本原理,并 对逆变器SVPWM算法进行了细致的分析和建模仿真;建立了静止 三相坐标系和同步坐标系中永磁同步电机的数学模型,对矢量控 制原理进行了深入的分析,比较了几种矢量变换矩阵及其变形; 根据纯电动汽车对动力性和效率的需求,采用最大转矩电流比 (MTPA)分配交直轴电流;对电流调节器和转速调节器的参数进行 了整定,最后搭建了矢量控制系统仿真模型。针对基于永磁电机 基波模型无位置传感器控制方法在低速或零速时精度较差,甚至 失效等问题,采用脉振高频电流注入法予以解决。
论述了各种无位置传感器控制方法的优缺点;分析了脉振高频电 流注入法的基本原理,设计改造了电流调节器和位置跟踪观测器; 分析推导了基于永磁体磁链非线性饱和特性的脉振高频电流注 入法下的电压响应,设计了转子位置初次估计系统并深入分析了 其收敛性;利用转子永磁体的饱和特性对转子极性进行判断;搭 建了算法仿真模型,验证了算法的可行性和有效性。针对基于脉 振高频电流注入法的无位置传感器控制方法在中、高速时估计 精度下降,动态性能较差等问题,而此时电机反电势较大,基于基 波模型的无位置传感器控制方法估计精度和动态性较好,因此采 用基于模型参考自适应原理的无位置传感器控制方法予以解决。
内置式永磁同步电机无位置传感器控制研究
内置式永磁同步电机无位置传感器控制研究内置式永磁同步电机具有效率高、功率密度大、易于弱磁扩速等优势,已经广泛应用于工业、航天、交通和家用电器等诸多传动领域。
无位置传感器(位置自检测)技术能够有效降低系统成本、提高系统可靠性;研究控制精度高、调速范围宽及鲁棒性强的高性能无位置传感器永磁同步电机控制系统具有重要意义。
目前,永磁同步电机无位置传感器控制技术全速度范围运行仍然存在如下核心技术难点:低速高频注入法滤波环节限制了系统动态性能;模型法中位置误差脉动问题;逆变器非线性问题导致转矩(电流)脉动;低载波比运行条件下控制器和位置观测器稳定性问题。
对永磁同步电机无位置传感器控制技术进行进一步深入研究,并突破上述核心技术难点,对拓宽永磁同步电机无位置传感器控制在工业控制中的应用场合具有重要意义。
适合永磁同步电机无位置传感器低速/零速运行的传统信号注入方法需采用滤波环节实现位置误差信号解耦和转速/位置信息跟踪。
针对滤波环节引入导致系统带宽和动态性能降低,并且高阶滤波器的应用会占用较多系统资源等问题,在分析注入方波电压信号和高频响应电流时序基础上,研究一种无滤波器载波分离策略,同时调整转速观测值获取方式,进而提高系统动态带宽。
针对传统初始位置辨识技术收敛速度较慢,并且基于凸极跟踪的短脉冲电压注入法难于确定脉冲宽度和幅值、实现困难,二次谐波分量法信噪比低的缺点,在不中断方波注入基础上,基于磁饱和效应,通过施加方向相反的d轴电流偏置给定,比较d轴高频电流响应幅值大小实现磁极极性辨识。
所提出方法收敛速度较快,能够在永磁同步电机转子静止或自由运行状态实现初始位置辨识。
针对逆变器非线性和磁场空间谐波引起定子电流及反电动势产生1±6k次谐波,进而导致6k次转子位置观测误差脉动问题,在建立考虑反电动势谐波的永磁同步电机数学模型基础上,提出一种基于自适应线性神经元滤波的改进有效磁链模型转子位置观测方法,实现无位置传感器内置式永磁同步电机矢量控制系统准确解耦,改善其控制性能。
表贴式永磁同步电机全速度范围无传感器控制
表贴式永磁同步电机全速度范围无传感器控制摘要：在永磁电机控制系统中编码器等位置传感器的使用增加了系统的复杂性，降低了系统的可靠性和适应性，因而无位置传感器控制方法被提出并得到了广泛的研究。
现有的永磁同步电机无传感器控制方法主要进行零低速或中高速条件下转速的估计，缺少零低速向中高速平滑切换的方法研究，存在着适用转速范围有限等问题。
利用脉振高频电压信号注入法进行零低速时转子的位置估计，利用模型参考自适应法进行中高速时的转速估计,从而实现表贴式永磁同步电机全速度范围的无传感器控制。
对于某一表贴式永磁电机，应用Matlab/Simulink进行了永磁电机无传感器控制系统的仿真分析，仿真结果验证了所提出方法的有效性。
关键词：永磁同步电机;无位置传感器控制;全速度范围;引言：永磁同步电机具有功率密度高、效率高、结构简单、可靠性高、功率因数高等优点,在工业、农业、水利、航空航天等领域具有广泛应用,可用作驱动电机、发电机、励磁机等。
随着几年来稀土永磁材料的不断发展,永磁材料的剩磁、磁能积等性能不断提升,高性能稀土永磁材料提升永磁电机性能。
对于部分应用场合的永磁同步电机,例如矿井，油田等精度要求很低的场合，可以使用无传感的方案，提高设备运行的安全性，同时降低了成本。
1基于高频注入法低速段的SPMSM无感控制方案1.如下图一所示：图一图中d、q轴系是电机的实际磁场定向坐标系，即d轴与永磁体Wf一致，为转子位置角。
和是转子位置估计坐标。
与dq坐标的位置偏差为γ。
这里，假定r是已知的，而是未知的待估转子位置。
现在在轴上注入如下的高频脉动电压信号，即在和轴系的坐标中，它产生的矢量为：式中wc 为电压交变频率，uc为电压幅值，脉动电压在轴上，若将上式变换到dq坐标轴系，则应有：如果r =则表明脉动电压矢量uc直接作用在d轴上，在这种情况下，产生的交变磁场沿着d轴与励磁磁场Wf叠加在一起。
随之，这会改变励磁磁路的饱和程度，使励磁磁路具有凸极性，它会对产生调制作用。
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基于扩展反电动势模型位置滑膜观测器源自三、滑模电流观测器选择电流误差矢量 Is用于定义滑模面，并通过高频非线性开关控制 迫使电流估计误差的幅值趋于零，从而实现对转子位置角的估计。
根据电压方程构造定子电流滑膜观测器，
其中Zα和Zβ是控制函数，即 定义滑模面为：
基于扩展反电动势模型位置滑膜观测器
控制的目标是使得电流观测误差为0，此时定子电流的观测值与实际值 相等，而Zα和Zβ含有反电动势信息。
永磁同步电机无位置传感器 混合控制策略
演讲人：XX XXX
目录
研究的背景和意义 研究的主要内容 零/低速下的转子位置检测 中高速下的转子位置检测 总结
研究的背景和意义
工业上通常用机械式传感器测量转子位置来 实现永磁电机高精度矢量控制,但使用传感器带 来了电机成本、尺寸等问题，而且在高温高压 等环境运行工况不适宜安装传感器。为了改善 这个问题，可以通过检测电机定子绕组中的一 些电气物理量，如电流、电压等信 息来估算出 转子位置。
研究的主要内容
在IPMSM双闭环矢量控制系统中，使用旋转 高频电压信号注入法与反电动势模型法相结合 的无传感器混合控制策略，获得转子位置信号， 实现调速。
研究的对象：内置式永磁同步电（IPMSM） 控制量：IPMSM的转速 被控量：IPMSM的定子电流和电压
整体的结构框图
零/低速下转子位置检测-旋转高频电压信号注入法
滑模观测难以消除由逆变器非线性和磁场空间谐波 产生的转子位置误差，难以用于高精度控制系统。
谢谢
坐标系中
锁相环 (PLL)
一、锁相环基本结构图 锁相环 (PLL) 也被称为自动相位控制技术，它利用
反馈控制来实现对输入信号的跟踪，其基本结构由图下图所 示的三部分构成
二、基于锁相环的位置观测原理图
基于扩展反电动势模型位置滑膜观测器
一、滑膜运动
滑模变结构控制是在状态空间中设计一个特殊的超平面，利用 不连续的控制规律，来使系统的结构不断的变换，迫使系统在一 定的条件下沿着规定的状态轨迹作小幅度，高频率的上下运动。 使系统沿着规定好的超平面向平衡点滑动。
旋转高频信号注入法原理框图 (2-1)
(2-2)
同步轴系滤波器SFF
一、 同步轴系滤波器的原理框图
二、经过同步轴系滤波器后
变换后的电流表达式 中包含直流分量和高 频分 量，而所需的转 子位置信息包含在高 频分量中，因此可以 通过一个高通滤波器 将此直流分量滤除
最后得到的高 频电 流信号 再从上述与注 入电压同步的 参考系中变换 回两相相静止
仿真结果
根据仿真的结果，在双闭环的调速系统中，高频注入和滑模控制能 很好的估算出转子的位置信息。
总结
优点：无位置传感器控制技术能够有效减小系统的体积、 成本，增加系统可靠性，并可以应用于高温、高湿等恶劣环 境场合。
局限：高频注入在目前资料中主要应用于结构性凹极的内 置式永磁同步电机，对于面贴式永磁同步电机较少涉及，且 该常遇到信噪比较低的困难，所以要尽量抑制和消除各种噪 声。
高频信号注入法 (HFIM) 是基于永磁同步电机的凸极效应提出的一种适用于 零速和低速下检测电机位置和转速的无速度传感器控制方法，结合优化的矢量控制策 略能够实现相当好的调速效果。其中，按照注入信号的性质可以分为电压HFIM和电 流HFIM，每种注入信号又可以分为旋转HFIM和脉动HFIM，交叉结合可以形成四种 注入方法，每种方法因注入信号的形式不同，对高频响应的处理方法也不同。本次研 究的是旋转高频电压注入法检测零/低速下转子位置检测。
基于扩展反电动势模型位置滑膜观测器
二、基于IPMSM的滑模运动
在α-β轴系下，扩展反电动势为 e E sin 和e E cos ，可知扩展
ext
e
ext
e
反电动势中含有转子位置信息，估算出扩展反电动势的值即可知道转子位置。
在α-β轴系下，定子的电流方程为
根据电流方程，即可构造出滑模电流观测器，估算转子位置信息。
由于开关切换引入了高频信号，反电动势在一定程度上有一定失真，因此通过低 通滤波器对结果进行滤波，这样滤波后可以得到扩展反电动势的估计值为
经过锁相环PLL即可跟踪到转子的位置信息。
基于扩展反电动势模型位置滑膜观测器
四、滑膜观测器结构图
混合观测器切换控制策略
在速度过渡区，采用加权系数法在两种检测方法之间切换， 即转子的位置由两者的线性组合作为混合观测器的输出，可以 表示为