无感FOC控制:基于非线性观测器的SPMSM实验验证

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本文档标题为"2010-IEEE_TPEL-Lee-Hong-Nam-Ortega-Praly-Astolfi.pdf",其核心研究内容集中在"磁链观测器在无感FOC(Field-Oriented Control)中的应用"。磁链观测器是一种在电机控制领域中的关键技术,特别针对表面安装永磁同步电机(SPMSM,Surface-Mount Permanent Magnet Synchronous Motor)的控制策略。传统的速度观测器,如Luenberger型,通常依赖于电机速度信息,这可能会引入误差,尤其是在速度估计不精确时。然而,Ortega等人提出了一种非线性观测器,它通过估计sinθ和cosθ来推算电机角度,从而避免了对速度信息的依赖,简化了控制系统的复杂性。 非线性观测器的优势在于其对速度估计的需求被消除,使得系统对速度测量误差更为鲁棒。此外,它的设计和实现相对简单,这对于实际工业应用来说是一个重要的优点。研究者们通过实验验证了这种观测器的有效性,即使在带有负载的情况下,当电机转速超过10转/分钟时,观察到的结果仍然保持良好。 为了进一步提升性能,论文还探讨了如何结合一个比例积分(Proportional-Integral,简称PI)跟踪控制器速度估计器,利用电机位置信息来获取准确的速度估计。这种方法的集成使得整个控制体系更加完善,能够在不同工作条件下稳定运行,适用于各种电机驱动应用。 这篇论文主要贡献在于提出了一种适用于SPMSM的新型非线性磁链观测器,并通过实验展示了其在无感FOC控制中的优越性能,为电机驱动系统的简化设计和提高控制精度提供了新的思路。这对于电机驱动系统的工程师和研究人员来说,是一项具有实际意义的技术突破。