新型永磁同步电机滑模观测器设计策略

本文探讨了一种新型永磁同步电机（PMSM）滑模观测器设计方法，该方法旨在提高电机控制系统的性能和稳定性。在传统滑模观测器的基础上，研究者着重于改进切换函数的设计，以减少观测器输出的振动，从而降低系统噪声和不平滑性。这种方法的核心在于通过优化切换条件，使得观测器能够更精确地跟踪电机状态，特别是转速和转子位置。 为了实现这一目标，作者采用了锁相环（PLL）模块，它是一种常见的频率检测和相位锁定技术。PLL被集成到观测器中，能实时估算电机的实际转速，显著提高了估计精度和响应速度。这不仅有利于电机控制系统的快速响应，也有助于避免因位置传感器缺失带来的挑战，因为滑模观测器能够在无位置传感器的情况下提供必要的位置信息。 作者在MATLAB/Simulink环境下搭建了一个基于新型滑模观测器的永磁同步电机矢量控制系统仿真模型，通过实际仿真验证了新型观测器的有效性。仿真结果表明，新型滑模观测器能够有效地估算电机的动态行为，无论是启动、运行还是停止过程中，都能展现出良好的动态和静态性能，这对于电机控制系统的高效稳定运行至关重要。 此外，研究还受到了国家自然科学基金（61304134）的支持，以及上海市重点科技攻关计划（14110500700）和电站自动化技术重点实验室项目（13DZ2273800）的资助，这反映出该研究成果的学术价值和实用意义。 本文提出的新型永磁同步电机滑模观测器设计方法为电机控制系统的无传感器定位和高效控制提供了新的解决方案，对于提升电机驱动系统的性能具有重要的理论和实践价值。