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机械设计与研究2024年第06期:基于改进高频脉振注入法的PMSM低速域无位置传感器控制

来源:期刊VIP网 时间:


作者:肖罡;廖琴;李佳文;杨钦文;任林杰;

单位:湖南科技大学机电工程学院;江西铜业技术研究院有限公司;湖南大学机械与运载工程学院;清华大学车辆与运载学院;

摘要:在高频脉振电压注入法的零低速域永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)无位置传感器控制中,多滤波器的使用和观测器的稳定性均会影响转子位置观测精度。为了提高PMSM转子位置观测环路滤波精度、动态性能以及抗扰性,进而提升控制系统性能,提出了一种基于改进高频脉振注入法的PMSM低速域无位置传感器控制策略,并验证了其有效性。首先,通过多频自适应陷波器(multi-frequency adaptive notch filter, MANF)滤除高频信号中不同频次的谐波分量,获取准确的位置误差信号;其次,将系统的总扰动扩张为新的状态变量,设计线性扩张状态观测器对转子位置、转速以及转矩进行观测,提高转子位置观测精度;最后,通过0.26kW的PMSM无位置传感器控制性能测试实验平台完成有效性验证,结果表明:相较于传统高频脉振电压注入法,所提方法能够有效减少电机在稳态工况、变速工况以及变载工况的位置观测误差,提升控制系统动态性能和稳定性。

关键词:永磁同步电机(PMSM);;无位置传感器控制;;高频脉振注入法;;信号误差提取;;转子位置观测

基金资助:湖南省自然科学基金资助项目(2022JJ30019);; 江西省自然科学基金杰出青年基金项目(20224ACB218002);; 江西省高层次高技能领军人才培养工程资助项目;; 国家自然科学基金资助项目(52075159);; 广西大学省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室开放基金资助项目(2022GXYSOF24)