永磁同步电机无速度传感器控制：级联滑模观测器与鲁棒滑模策略

"该文提出了一种针对无速度传感器运行的永磁同步电机(PMSM)的非线性控制策略，主要关注级联式滑模观测器的设计和鲁棒滑模控制的应用。通过构建级联结构的观测器，有效地估计电机的转速和位置信息，解决了传统滑模观测中低通滤波器导致的相位延迟问题。文章详细介绍了如何利用前级电流滑模观测器来获取反电动势，并结合后级反电动势滑模观测器来估算转速和位置。借助李亚普诺夫稳定性理论对整个系统进行了分析，确保了系统的稳定运行。 在速度控制方面，文章提出了引入扩张状态观测器的滑模速度控制器来替代传统的PI控制器，从而增强系统的鲁棒性，减少对外部扰动的敏感性。特别地，为了降低滑模控制中的系统抖振，文中采用了双曲正切函数代替通常的符号函数，这是一种有效的滑模控制策略，可以显著改善控制性能并减少动态响应中的冲击。 该方法被应用于PMSM的矢量控制系统中，并通过仿真验证了其有效性。仿真结果证明了所提方法在跟踪性能和抗干扰能力方面的优越性，为无速度传感器的PMSM控制提供了新的解决方案。关键词涵盖了永磁同步电机、级联式滑模观测器、扩张状态观测器、滑模控制以及双曲正切函数，这些都是该研究的核心技术点。" 这篇论文的研究成果对于理解和改进无速度传感器的PMSM控制系统具有重要意义，特别是对于那些需要高精度和快速响应速度控制的工业应用。通过采用级联式滑模观测器和双曲正切函数，不仅提高了系统的稳定性和鲁棒性，还降低了实际应用中的硬件成本，因为不再需要物理速度传感器。这一创新方法为电机控制领域提供了有价值的理论和技术支持。