双线性变换提升IPMSM无传感器控制精度

基于双线性变换的IPMSM无传感器控制是一项针对内置式永磁同步电机（IPMSM）的创新技术，该电机因其高效率和易于实现弱磁扩展而在新能源汽车、航空航天和家用电器等领域得到广泛应用。为了提升电机系统的可靠性和降低成本，研究人员致力于开发无需位置传感器的控制方法。 传统上，IPMSM在低速运行时，由于反电动势减小，精确测量转子速度和位置变得困难。本文提出的解决方案是采用高频注入策略，其中高频脉振注入法被选为有效的激励手段。这种方法在滞后d-q坐标系中处理高频电流响应，通过对后向欧拉法和双线性变换法离散化后的锁相环环路滤波器进行对比分析，以优化信号处理效果。 双线性变换是一种数值分析工具，它能够将连续系统转化为便于分析的离散系统，从而简化了锁相环的设计过程。通过这种变换，能更好地捕捉到高频信号中的转子位置信息，减少噪声干扰，提高定位精度。文章还提及了采用零极点配置法来设计锁相环的压控振荡器，这是一种关键的控制器设计技术，确保了系统的稳定性和动态性能。 作者李禄平和徐永向，分别作为硕士研究生和教授，他们的研究重点在于永磁同步电机无位置传感器控制技术。他们对低速下IPMSM的转子位置进行了深入仿真和实验验证，结果显示，通过这种方法，能够实现转子位置误差控制在0.1弧度之内，这在实际应用中具有重要意义，能够确保电机在低速运行时也能准确地进行控制。 总结来说，本文的主要贡献在于提出了一种基于双线性变换的IPMSM无传感器控制策略，通过高频注入和优化的滤波器设计，成功解决了电机低速运行时的定位难题，对于提升电机系统性能和降低成本具有显著作用。这项研究成果对于推动新能源汽车、航空航天等领域的发展具有实用价值。