永磁同步电机转子位置估计：滑模观测器与正切函数锁相环结合策略

"这篇研究论文探讨了一种针对永磁同步电机(PMSM)无位置传感器转子位置估计的新策略，该策略结合了改进的滑模观测器(SMO)和正切函数锁相环(PLL)的结构。文章指出，通过采用与电机转子电角速度相关的自适应反馈增益，可以提高转子位置估计的精度，同时通过正切函数的锁相环设计，解决了电机正反向旋转切换时的位置估计误差问题。这一方法尤其适用于低速运行和转向突变的工况，实验结果证实了其优越性和实用性。" 本文是2018年发表在《电工技术学报》第33卷第13期的一篇研究论文，作者包括魏海峰、韦汉培、张懿和储建华。论文中提出的方法是针对永磁同步电机在无位置传感器情况下的转子位置估计，这是一个关键的技术挑战，因为准确的位置信息对于电机控制至关重要。 首先，文章介绍了改进的滑模观测器，这是一种非线性控制理论中的工具，用于估计系统状态。在PMSM中，滑模观测器通过调整自适应反馈增益来适应转子电角速度的变化，从而确保即使在电机速度变化时，也能保持对磁链分量的稳定估计，进而提高转子位置的准确性。 其次，为了处理电机正反向旋转切换时可能出现的位置估计误差，论文提出了采用正切函数锁相环的方案。传统的锁相环常用于跟踪周期性信号，而这里的正切函数锁相环结构则能够在电机切换旋转方向时保证系统的渐近稳定性，避免了因转向变化而导致的位置估计漂移。 与传统的基于反电动势的位置估计策略相比，该策略有显著优势。在低速运行时，由于反电动势信号较弱，可能导致位置估计不准确，而此策略能够有效克服这一问题。此外，当电机发生转向突变时，由于反电动势的极性变化，传统方法可能出现较大误差，而本文提出的策略则能有效地减小这种误差。 实验结果验证了这一新型位置估计策略的有效性和实用性，表明它在实际应用中具有较高的潜力和价值。对于永磁同步电机的控制领域，尤其是无传感器控制技术的研究，这项工作提供了新的思路和解决方案。关键词包括永磁同步电机、滑模观测器、锁相环、磁链模型和正切函数，这些都是论文的核心技术和研究焦点。