全速度范围永磁同步电机无传感器控制策略研究

"改进型永磁同步电机全速度范围无传感器控制策略，通过结合不同的控制策略，实现了在全速度范围内对内置式永磁同步电机(PMSM)的无位置传感器控制。研究中，作者提出了一个改进的Luenberger磁链观测器用于中高速阶段，以直接观测转子磁链获取位置信息，同时解决了相位延迟问题。在低速启动阶段，采用了开环强制启动控制，确保在全速度范围内的稳定工作。此外，针对内置式PMSM的误差观测矩阵稳定性条件，提出了数值选择方法，解决了观测器设计的挑战。通过仿真和实验验证，该策略能保证高精度的观测并提供优良的动态和静态性能。" 本文是一篇工程技术领域的论文，专注于永磁同步电机(PMSM)的无位置传感器控制技术。在电机控制领域，无传感器控制是一种重要的技术，因为它可以减少系统的复杂性，提高可靠性，并降低成本。作者针对全速度范围内的控制难点，特别是在低速启动和中高速运行阶段，提出了创新性的解决方案。 在中高速阶段，基于凸极永磁同步电机的数学模型，研究者设计了一个改进的Luenberger磁链观测器。Luenberger观测器是一种常用的磁链估计工具，通过它可以直接估算电机的转子磁链，从而间接获得转子位置信息。然而，传统的Luenberger观测器可能存在相位延迟问题，影响控制性能。通过改进，这个问题得到了有效解决，提高了中高速运行时的控制精度。 在低速启动阶段，论文提出了开环强制启动控制策略。在启动初期，由于电机速度低，传统的观测器可能无法稳定工作。开环强制启动控制策略可以保证电机在这一阶段也能可靠地进行位置估计，避免了因速度过低导致的控制问题。 为了克服内置式PMSM观测器设计的挑战，作者依据电机的误差观测矩阵稳定性条件，发展了一种数值选择方法。这种方法有助于选择合适的参数，确保观测器的稳定性和准确性，这对于无传感器控制至关重要。 通过仿真和实际实验，该控制策略的有效性得到了验证。在保证高精度观测的前提下，电机驱动系统展现出了优秀的动态和静态性能，这证明了该策略的实用性和先进性。这种改进的全速度范围无传感器控制策略对于推动永磁同步电机在工业应用中的广泛使用具有重要意义，尤其是在需要高效、精确且无需额外位置传感器的场合。