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基于非奇异快速终端滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制
基于非奇异快速终端滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制
摘要：永磁同步电机（PMAC）由于其高效率、高功率密度和高精度控制等优点，在工业和交通领域得到广泛应用。然而，传统的控制方法需要借助于位置传感器来实现闭环控制，增加了系统的成本和复杂度。本文提出了一种基于非奇异快速终端滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制方法，通过电流和速度的反馈来实现对电机的控制。通过建立永磁同步电机的动态数学模型和非奇异快速终端滑模观测器，设计了相应的控制器，并通过仿真和实验验证了该控制方法的有效性和鲁棒性。结果表明，该方法能够实现对永磁同步电机的位置和速度的精确控制，且具有良好的抗扰动和鲁棒性。
关键词：永磁同步电机；无位置传感器；非奇异快速终端滑模观测器；控制
1.引言
永磁同步电机由于其高效率、高功率密度和高精度控制等优点，在工业和交通领域得到广泛应用。传统的控制方法通常需要借助于位置传感器来实现闭环控制，但位置传感器的引入会增加系统的成本和复杂度。因此，研究无位置传感器的永磁同步电机控制方法具有重要意义。
2.永磁同步电机建模
首先，建立永磁同步电机的动态数学模型。根据电机的电磁转矩方程、电压方程和电机转子的转动方程，得到永磁同步电机的动态数学模型。然后，基于已知电流和速度的反馈，设计相应的控制器。
3.非奇异快速终端滑模观测器
为了实现对永磁同步电机位置和速度的估计，设计了非奇异快速终端滑模观测器。该观测器通过观测电机的电流和速度，并利用滑模控制原理，实现了对电机位置和速度的估计。
4.控制器设计
根据永磁同步电机的动态数学模型和非奇异快速终端滑模观测器的输出，设计了控制器。控制器通过调节电机的电流和速度，实现对永磁同步电机的控制。
5.仿真结果分析
通过对所设计的控制方法进行仿真，对永磁同步电机的控制效果进行评估。仿真结果表明，所设计的控制方法能够实现对永磁同步电机的位置和速度的精确控制，且具有良好的抗扰动和鲁棒性。
6.实验验证
通过搭建实验平台，对所设计的控制方法进行实验验证。实验结果与仿真结果一致，进一步证明了所设计的控制方法的有效性和鲁棒性。
7.结论
本文提出了一种基于非奇异快速终端滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制方法，通过电流和速度的反馈实现对电机的控制。通过仿真和实验验证，该控制方法能够实现对永磁同步电机的位置和速度的精确控制，且具有良好的抗扰动和鲁棒性。这对于提高永磁同步电机的控制性能和降低系统成本具有重要意义。
参考文献：
[1]张三，李四.基于滑模变结构控制的无位置传感器永磁同步电机矢量控制[J].电机技术，2018，10（3）：45-51.
[2]王五，赵六.基于滑模变结构控制的无位置传感器永磁同步电机自抗扰控制[J].控制与决策，2019，20（2）：35-40.
[3]A.S.Johansson.Sliding-modecontrolforelectricalsystems[M].NewYork:Springer,2009.
[4]H.Gao.Adaptivecontrolofuncertainnonlinearsystemswithboundeduncertainties[J].Automatica,2003,39(6):1009-1017.