专利名称：一种永磁同步电机无位置传感器控制方法
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 ud>uq ；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 id、iq ；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4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
权利要求
1.一种永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于，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ud、Uq ; 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id、i,; 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的转子估计电角速度4及转子位置； 步骤40 :根据步骤30得到的转子估计电角速度4及转子位置，实现电机的无位置传感器转速闭环矢量控制。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于，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
3.根据权利要求2所述的永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于，步骤30中所述基于滑模变结构模型参考自适应系统算法具体包括如下步骤 步骤301 :将步骤20所得的电机dq轴电流id、i,，代入式(2)中，求得dq轴实际磁链Vd> Vq ； 步骤302 :将步骤10所得的电机dq轴电压ud、Uq及步骤30所得的转子估计电角速度4代入式(4 )中，求得dq轴估计磁链匕、ψ 步骤303 :根据步骤301及步骤302求得的磁链值可求得滑模变结构模型参考自适应系统算法的切换函数S,S = Wsh -Ψ Ψ,； 步骤304:根据步骤303求得的切换函数S，可求得转子初步估计电角速度 [Msign(^)5UI > ε
4.根据权利要求3所述的永磁同步电机无位置传感器控制方法，其特征在于，步骤304中所述转子初步估计电角速度也,的选择根据切换函数s绝对值的大小进行切换。
全文摘要
本发明公开了一种永磁同步电机无位置传感器控制方法，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dd坐标系下，得到dq轴电压ud、uq；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id、iq；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的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。本发明具有低成本、控制算法简单、转速及位置的估算速度及精度高等优点。
文档编号H02P21/00GK103051271SQ20121058982
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月29日 优先权日2012年12月29日
发明者程明, 朱瑛, 花为 申请人:东南大学