[发明专利]一种永磁同步电机无位置传感器控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种永磁同步电机无位置传感器控制方法，属于电机控制领域。

背景技术

由于，永磁同步电机（PMSM）具有体积小、效率高、可靠性高及对环境的适应性强等优点，使得永磁同步电机在各种高性能驱动中得到了广泛的应用。而永磁同步电机的驱动依赖于机械传感器来检测电机准确的转子速度及转子位置，这些传感器通常有光电编码器、旋转变压器等。传感器的存在增加了控制系统的成本，并降低了系统的可靠性，同时也限制了永磁同步电机在一些特殊场合的应用。

为了克服传统机械传感器给系统带来的缺陷，无传感器控制技术成为了电机控制领域的研究热点。常见的无传感器技术有基于电机反电势的估算方法，基于扩展卡尔曼滤波器的方法，全阶状态观测器法，高频信号注入法，自适应法等。其中模型参考自适应（MRAS）法具有结构简单，计算量小等优点，是常用的无传感器控制方法之一。模型参考自适应法都采用PI控制器获得估计转速，但是PI控制器参数调节较困难，且随着电机转速的变化恒定参数的PI控制器的性能将受到影响。同时电机在运行过程中电阻、电感等参数会发生变化，也将影响MRAS观测器转速估计的精度。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种低成本及控制算法简单的永磁同步电机无位置传感器控制方法，且提高了转子转速及位置的估算速度及精度。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明具体包括如下步骤：

步骤10：采集永磁同步电机三相电压，然后将其转换到dq坐标系下，得到dq轴电压u_d、u_q；

步骤20：采集永磁同步电机三相电流，然后将其转换到dq坐标系下，得到dq轴电流i_d、i_q；

步骤30：采用基于滑模变结构模型参考自适应系统算法得到永磁同步电机转子估计电角速度及转子位置；

步骤40：根据步骤30得到的转子估计电角速度及转子位置，实现电机的无位置传感器转速闭环矢量控制。

步骤30中基于滑模变结构模型参考自适应系统算法其可调模型为磁链模型，具体如下：

以常规的隐极式永磁同步电机为分析对象，其在dq旋转坐标系下的定子电压模型为

ud=Rsid+pψd-ωeψquq=Rsiq+pψq+ωeψd---(1)]]>

磁链模型为