非线性观测器：无速度传感器的SPMSM控制实证验证

本文档深入探讨了"位置速度观测器原理"在表面安装永久磁同步电机（Surface-Mount Permanent-Magnet Synchronous Motors, SPMSM）中的应用。焦点集中在FOC (Field Oriented Control) 观测器上，这是一种非线性观测器，由Junggi Lee、Jinseok Hong、Kwanghee Nam、Romeo Ortega、Laurent Praly 和 Alessandro Astolfi 等作者提出。FOC观测器的核心优势在于它无需依赖于速度信息来估计电机位置，这与传统的Luenberger型观测器不同，后者通常需要精确的速度输入，而这往往伴随着速度估计误差带来的复杂性。 在该研究中，作者设计了一个基于非线性观测器的策略，通过估计θ角的正弦和余弦值来实现无速度传感器的电机位置估计。这种观测器设计简化了系统实现，降低了对硬件精度的需求。为了进一步处理从位置信息得到的速度估计，作者还采用了比例积分（Proportional-Integral, PI）跟踪控制器，以确保在负载变化以及低速运行（超过10转/分钟）情况下，速度估算的准确性依然保持良好。 实验验证部分展示了这个非线性观测器的有效性和稳定性，无论是空载还是带有负载情况，其性能均得到了充分证实。这对于电机驱动系统的无传感器控制技术发展具有重要意义，不仅提高了系统的鲁棒性，还降低了成本和维护复杂性，使得SPMSM在自动化和工业应用中更具竞争力。因此，这篇论文对于希望深入理解并应用FOC技术的工程师来说，是一份极具价值的参考资料。