无传感器转子位置反馈在PMSM FOCA库中的应用

"无传感器的转子位置/速度反馈简介-introduction to machine learning with python 原版最终版 by müller & guido" 和 "UM0492 用户手册 STM32F103xx 永磁同步电机磁场定向控制(PMSMFOC)软件库V2.0简体中文版" 本文主要探讨了无传感器的转子位置和速度反馈在永磁同步电机（PMSM）中的应用，特别是在磁场定向控制中的重要性。在传统的电机控制系统中，霍尔传感器或编码器通常用于获取转子的位置和速度信息。然而，无传感器技术因其降低成本、提高系统可靠性的优点，受到了广泛关注。 状态观测器理论是实现无传感器反馈的关键，这种理论允许系统实时评估电机的内部状态，即使在没有直接传感器信号的情况下也能估算转子位置和速度。在电机控制理论中，状态观察器是一个系统，它通过测量输入和输出值来估计电机的内部状态，例如反电动势和相电流。对于PMSM，输入由相电压提供，输出由相电流测量。 电机的反电动势由以下公式定义： \[ E_r(t) = \begin{bmatrix} \sin(p\omega t) \\ \cos(p\omega t) \end{bmatrix} \Phi_r \] 其中，\( p \) 是极对数，\( \omega \) 是角频率，\( \Phi_r \) 是转子磁链。 STM32F103xx系列微控制器，作为32位ARM Cortex-M3核心的芯片，具有丰富的外设，适合于PMSM的FOC控制。ST提供的软件库支持外置或内置磁铁的PMSM电机，可在扭矩或速度控制模式下运行，同时支持有传感器和无传感器配置。该库包含多个C语言模块，可在不同的开发环境中使用，如IAR EWARM、Keil的RealView MDK和GreenHills。 无传感器算法，特别是转子位置重构技术，允许电机在没有速度传感器的情况下运行。这一特性减少了对硬件的依赖，简化了系统设计，缩短了产品开发周期。使用STM32F103xx电机控制入门套件和PMSM电机，用户能够快速实现电机的运行，专注于应用层面的开发。 固件结构图展示了库如何利用STM32F103xx的标准库，以及在必要时直接访问硬件设备以优化性能和代码大小。对于使用该库的开发者，基础的C语言编程知识和对永磁电机驱动器及功率逆变器硬件的理解是必需的。在更高级的应用中，可能需要对STM32F103xx的功能有深入理解，以便定制现有模块或开发新的应用程序。 总结来说，无传感器的转子位置和速度反馈是现代电机控制中的重要技术，通过状态观测器理论实现了这一功能，尤其在STM32F103xx微控制器的支持下，使得PMSM电机能够在无需额外传感器的情况下高效、稳定地运行。这一技术不仅降低了成本，还提高了系统的整体性能和可靠性。