超螺旋滑模观测器提升永磁同步电机无速度传感器控制精度

本文主要探讨了在永磁同步电机（PMSM）低速运行时，由于电机反电动势减小，采样通道非线性引起的直流偏置对电机反电动势观测造成的影响问题。针对这一挑战，研究者提出了一个创新的解决方案，即基于超螺旋滑模观测器的无速度传感器控制方法。 首先，文章介绍了超螺旋滑模观测器的设计。它借鉴了等效反馈的概念，旨在优化低速条件下无速度传感器的控制精度。这种新型观测器利用滑模控制理论，能够有效地估计电机的状态，即使在缺乏速度传感器的情况下，也能确保电机的精确控制。 其次，作者深入分析了直流偏置对无速度传感器控制性能的影响。由于电机运行中的直流偏置可能导致控制误差，因此设计了一种基于二阶广义积分器的直流偏置抑制策略。这个方法通过连续跟踪和补偿直流偏置，有效地减少了其对控制精度的负面影响。 最后，为了验证所提出的控制策略的有效性，研究团队在一个6.6 kW的永磁同步电机无速度传感器控制系统中进行了实际应用。实验结果表明，新的控制方法显著提高了电机在低速条件下的控制精度和稳定性，尤其是在没有传统速度传感器的情况下，证明了这种方法在实际应用中的可行性。 总结来说，这篇文章的核心贡献在于提出了一种结合超螺旋滑模观测器和二阶广义积分器的永磁同步电机无速度传感器控制策略，旨在提升电机在低速运行时的控制性能，对于减少环境因素对电机控制的影响以及降低风电和电动汽车系统中的成本有着重要的意义。同时，这项研究也为其他领域的电机控制提供了新的思路和技术支持。