CN110661466B - 准比例谐振自适应观测器及永磁同步电机位置估算方法 - Google Patents

准比例谐振自适应观测器及永磁同步电机位置估算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110661466B
CN110661466B CN201810688741.1A CN201810688741A CN110661466B CN 110661466 B CN110661466 B CN 110661466B CN 201810688741 A CN201810688741 A CN 201810688741A CN 110661466 B CN110661466 B CN 110661466B
Authority
CN
China
Prior art keywords
quasi
value
estimated value
proportional
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810688741.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110661466A (zh
Inventor
安群涛
安琦
刘兴亚
张建秋
谢成龙
李帅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN201810688741.1A priority Critical patent/CN110661466B/zh
Publication of CN110661466A publication Critical patent/CN110661466A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110661466B publication Critical patent/CN110661466B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H02P21/18—Estimation of position or speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/13—Observer control, e.g. using Luenberger observers or Kalman filters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/24—Vector control not involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022—Synchronous motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2207/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/05—Synchronous machines, e.g. with permanent magnets or DC excitation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

本发明公开了基于准比例谐振的自适应观测器及永磁同步电机位置估算方法，涉及电机控制领域。基于准比例谐振的自适应观测器的观测单元用以根据电压、反电势估计值和电机转速估计值计算，以获取电流观测值；比较单元用以将所述电流观测值与电流检测值进行比较，获取电流差值；准比例谐振控制单元用以根据所述电流差值和所述电机转速估计值计算，以获取所述反电势估计值；锁相环用以根据所述反电势估计值获取所述电机转速估计值和电机转子角度。通过准比例谐振控制单元代替滑模观测器中的切换函数，消除了抖振问题，并省去了低通滤波器，避免了低通滤波带来的相位延迟，提高了永磁同步电机位置和速度估算的精度。

Description

准比例谐振自适应观测器及永磁同步电机位置估算方法
技术领域
本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种准比例谐振的自适应观测器及永磁同步电机位置估算方法。
背景技术
在低成本及对传感器环境要求高的场合中，无位置传感器控制技术被广泛采用。永磁同步电机的位置估算方法通常分为低速段估算方法和中高速段估算方法两类。观测器通过实时观察与转子角度相关的电机反电势或磁链，从中提取转子角度和速度信息是中高速段位置和速度估算的常用方法，这些方法包括滑模观测器、龙贝格观测器、扩展卡尔曼滤波器等。其中，滑模观测器具有结构简单、鲁棒性好等优点，是一种较为常用的位置估算方法。但滑模观测器构建的滑模面切换函数通常为符号函数，导致严重的抖振问题。虽然可采用饱和函数等方法来抑制抖振，但却无法消除。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种可消除抖振问题的准比例谐振自适应观测器及永磁同步电机位置估算方法。
一种准比例谐振自适应观测器，包括：
观测单元，用以根据电压、反电势估计值和电机转速估计值计算，以获取电流观测值；
比较单元，连接所述观测单元，用以将所述电流观测值与电流检测值进行比较，获取电流差值；
本发明准比例谐振自适应观测器还包括：
准比例谐振控制单元，连接所述观测单元和所述比较单元，用以根据所述电流差值和所述电机转速估计值计算，以获取所述反电势估计值；
锁相环，分别连接所述观测单元和所述准比例谐振控制单元，用以根据所述反电势估计值获取所述电机转速估计值和电机转子角度。
优选的，所述观测单元采用电流状态观测器。
优选的，所述电流状态观测器采用下述公式计算获取所述电流观测值：
Figure GDA0002975833060000021
其中，R为电机绕组相电阻；L为绕组相电感；
Figure GDA0002975833060000022
为αβ坐标系下α轴电流观测值；
Figure GDA0002975833060000023
为αβ坐标系下β轴电流观测值；zα为所述准比例谐振控制单元α轴的输出值，它等于α轴反电势估计值
Figure GDA0002975833060000024
zβ为所述准比例谐振控制单元β轴的输出值，它等于β轴反电势估计值
Figure GDA0002975833060000025
Figure GDA0002975833060000026
为所述电机转速估计值。
优选的，所述比较单元采用比较器。
优选的，所述准比例谐振控制单元采用准比例谐振控制器。
优选的，所述准比例谐振控制器采用传递函数计算获取所述反电势估计值，所述传递函数为：
Figure GDA0002975833060000027
Figure GDA0002975833060000028
其中，kp为所述准比例谐振控制器的比例系数；kr为所述准比例谐振控制器的积分系数；ωc为所述准比例谐振控制器的截止频率；
Figure GDA0002975833060000029
为所述电机转速估计值；T为采样周期；Z为离散化过程变量，即z变换算子。
本发明还提供了一种准比例谐振自适应观测器的永磁同步电机位置估算方法，包括下述步骤：
S1.根据电压、反电势估计值和电机转速估计值计算，以获取电流观测值；
S2.将所述电流观测值与电流检测值进行比较，获取电流差值；
S3.根据所述电流差值和所述电机转速估计值计算，以获取所述反电势估计值；
S4.根据所述反电势估计值获取所述电机转速估计值和电机转子角度。
优选的，所述步骤S1根据电压、反电势估计值和电机转速估计值计算，以获取电流观测值，包括：
Figure GDA00029758330600000210
其中，R为电机绕组相电阻；L为绕组相电感；
Figure GDA00029758330600000211
为αβ坐标系下α轴电流观测值；
Figure GDA00029758330600000212
为αβ坐标系下β轴电流观测值；zα为所述准比例谐振控制单元α轴的输出值，它等于α轴反电势估计值
Figure GDA0002975833060000031
zβ为所述准比例谐振控制单元β轴的输出值，它等于β轴反电势估计值
Figure GDA0002975833060000032
Figure GDA0002975833060000033
为所述电机转速估计值。
优选的，步骤S3根据所述电流差值和所述电机转速估计值计算，以获取所述反电势估计值，包括：
准比例谐振控制器采用传递函数计算获取所述反电势估计值，所述传递函数为：
Figure GDA0002975833060000034
Figure GDA0002975833060000035
其中，kp为所述准比例谐振控制器的比例系数；kr为所述准比例谐振控制器的积分系数；ωc为所述准比例谐振控制器的截止频率；
Figure GDA0002975833060000036
为所述电机转速估计值；T为采样周期；Z为离散化过程变量，即z变换算子。
上述技术方案的有益效果：
本技术方案中，通过准比例谐振控制单元代替滑模观测器中的切换函数，从而消除了抖振问题，并省去了低通滤波器，避免了低通滤波带来的相位延迟，提高了永磁同步电机位置和速度估算的精度。
附图说明
图1为基于滑模观测器的永磁同步电机无位置控制系统框图；
图2为传统滑模观测器的结构图；
图3为本发明所述准比例谐振自适应观测器的模块图；
图4为本发明的准比例谐振自适应观测器的一种实施例的结构图；
图5a为准比例谐振控制器的幅频特性曲线图；
图5b为准比例谐振控制器的相频特性曲线图；
图6a为传统滑模观测器的电流观测波形；
图6b为本发明准比例谐振自适应观测器的电流观测波形图；
图7a为传统滑模观测器的反电势观测波形图；
图7b为本发明准比例谐振自适应观测器的反电势观测波形图；
图8a为传统滑模观测器的位置估算误差曲线图；
图8b为本发明准比例谐振自适应观测器的位置估算误差曲线图；
图9a为传统滑模观测器的速度估算误差曲线图；
图9b为本发明准比例谐振自适应观测器的速度估算误差曲线图；
图10为本发明所述的准比例谐振自适应观测器的永磁同步电机位置估算方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
图1为基于滑模观测器的永磁同步电机无位置矢量控制系统框图。它由速度控制器1、q轴电流控制器2、d轴电流控制器3、Park逆变换4、空间矢量PWM 5、三相逆变器6、永磁同步电机7、Clarke变换8、Park变换9、滑模位置和速度估算模块10等环节构成。该系统为速度和电流双闭环结构，外环为转速环，内环为矢量解耦下的d轴、q轴电流环。滑模位置和速度估算模块10用来实时估算电机转子位置
Figure GDA0002975833060000041
和速度
Figure GDA0002975833060000042
以取代机械式转子位置传感器。其中，估算出的电机转子位置
Figure GDA0002975833060000043
用于矢量控制系统中的Park变换9和Park逆变换4，估算出的电机转子速度
Figure GDA0002975833060000044
作为速度环的反馈量。滑模位置和速度估算模块10的输入量为αβ轴电压给定值uα和uβ、αβ轴电流检测值iα和iβ，输出量为转子位置估算值
Figure GDA0002975833060000045
和转子速度估算值
Figure GDA0002975833060000046
图2为用于图1中滑模位置和速度估算模块10的传统滑模观测器结构图。它由电流状态观测器11、比较器12、切换函数13、低通滤波器14和锁相环15组成。
电流状态观测器11采用下面方式实现：
Figure GDA0002975833060000047
其中，R为电机绕组相电阻；L为绕组相电感；
Figure GDA0002975833060000048
为αβ坐标系下α轴电流观测值；
Figure GDA0002975833060000049
为αβ坐标系下β轴电流观测值；zα为所述准比例谐振控制单元α轴的输出值，它等于α轴反电势估计值
Figure GDA00029758330600000410
zβ为所述准比例谐振控制单元β轴的输出值，它等于β轴反电势估计值
Figure GDA00029758330600000411
Figure GDA00029758330600000412
为所述电机转速估计值。
比较器12对电流观测值
Figure GDA0002975833060000051
和检测值iα、iβ求取差值，即：
Figure GDA0002975833060000052
切换函数13通常采用符号函数，即：
Figure GDA0002975833060000053
其中，k为增益，其数值要大于α轴、β轴反电势幅值的最大值；sgn()为符号函数。
低通滤波器14通常采用一阶低通滤波器获取反电势估计值
Figure GDA0002975833060000054
即：
Figure GDA0002975833060000055
其中，ωcf为低通滤波器的截止频率。
由于，滑模观测器构建的滑模面切换函数为符号函数，导致严重的抖振问题。虽然可采用饱和函数等方法来抑制抖振，但却无法消除。
基于上述问题，本发明采用准比例谐振控制单元代替滑模观测器中的切换函数，从而消除了抖振问题，并省去了低通滤波器，避免了低通滤波带来的相位延迟，提高了永磁同步电机位置和速度估算的精度。
如图3所示，一种准比例谐振自适应观测器，包括：
观测单元，用以根据电压、反电势估计值和电机转速估计值计算，以获取电流观测值；
比较单元，连接所述观测单元，用以将所述电流观测值与电流检测值进行比较，获取电流差值；
本发明准比例谐振自适应观测器还包括：
准比例谐振控制单元，连接所述观测单元和所述比较单元，用以根据所述电流差值和所述电机转速估计值计算，以获取所述反电势估计值；
锁相环，分别连接所述观测单元和所述准比例谐振控制单元，用以根据所述反电势估计值获取所述电机转速估计值和电机转子角度。
进一步地，所述观测单元可采用电流状态观测器，比较单元可采用比较器；准比例谐振控制单元可采用准比例谐振控制器。
图4为本发明的准比例谐振自适应观测器的一种实施例的结构图，在图2所示的传统滑模观测器的基础上，将切换函数13和低通滤波器14由准比例谐振控制器16取代。
在本实施例中，所述电流状态观测器采用下述公式计算获取所述电流观测值：
Figure GDA0002975833060000061
其中，R为电机绕组相电阻；L为绕组相电感；
Figure GDA0002975833060000062
为αβ坐标系下α轴电流观测值；
Figure GDA0002975833060000063
为αβ坐标系下β轴电流观测值；zα为所述准比例谐振控制单元α轴的输出值，它等于α轴反电势估计值
Figure GDA0002975833060000064
zβ为所述准比例谐振控制单元β轴的输出值，它等于β轴反电势估计值
Figure GDA0002975833060000065
Figure GDA0002975833060000066
为所述电机转速估计值。
所述准比例谐振控制器采用传递函数计算获取所述反电势估计值，所述传递函数为：
Figure GDA0002975833060000067
准比例谐振控制器在进行数字实现时，采用以下双线性变换进行离散化方式：
Figure GDA0002975833060000068
其中，kp为所述准比例谐振控制器的比例系数；kr为所述准比例谐振控制器的积分系数；ωc为所述准比例谐振控制器的截止频率；
Figure GDA0002975833060000069
为所述电机转速估计值；T为采样周期；Z为离散化过程变量，即z变换算子。
准比例谐振控制器的传递函数变换为：
Figure GDA00029758330600000610
其中：
Figure GDA00029758330600000611
T为采样周期。
本发明的准比例谐振控制器中含有比例系数kp、积分系数kr和截止频率ωc三个可调节的参数，这些参数将对观测器的性能产生影响。
在实际操作时，对于表贴式永磁同步电机，可按照以下方法进行参数选取：考虑到当kp≥1时，准比例谐振控制器在各个频率点处增益最小为1，将会放大谐波信号，包括开关频率次附近的高次谐波，降低观测器性能。为抑制低载波比条件下观测器中的各次谐波，kp在0～1之间选取。在设计时ki时，根据推导的观测器开环传递函数：
Figure GDA0002975833060000071
式中，R为电机绕组相电阻；L为绕组相电感，Ld＝Lq＝L；r1+r2＝(1+kr/kp)ωc；
Figure GDA0002975833060000072
采用零极点对消思想，令r1＝R/L，
Figure GDA0002975833060000073
则零极点对消后的观测器开环传递函数为：
Figure GDA0002975833060000074
从而：
Figure GDA0002975833060000075
控制器带宽ωc的取值与转速波动范围有关，可根据转速控制精度来选取控制器带宽ωc。例如转速控制精度为5％，则准比例谐振控制器带宽选取为
Figure GDA0002975833060000076
图5(a-b)为本发明准比例谐振控制器的频率特性(即：幅度、相位特性)。准比例谐振控制器16在谐振频率
Figure GDA0002975833060000077
处具有较大增益，相移为零，因此可以实现对频率为
Figure GDA0002975833060000078
的误差电流信号的无静差控制，从而使电流估算值
Figure GDA0002975833060000079
分别跟踪实际值iα、iβ，进而得到准确的反电势估算值
Figure GDA00029758330600000710
图6(a-b)为本发明准比例谐振自适应观测器与传统滑模观测器的电流观测波形对比；图7(a-b)为本发明准比例谐振自适应观测器与传统滑模观测器的反电势观测波形对比；图8(a-b)为本发明准比例谐振自适应观测器与传统滑模观测器的位置估算误差对比；图9(a-b)为本发明准比例谐振自适应观测器与传统滑模观测器的速度估算误差对比。可见，采用本发明的准比例谐振自适应观测器，电流、反电势的观测值抖振降低，位置和速度估算误差均减小，系统的位置和速度估算精度得到提高。
如图10所示，本发明还提供了一种准比例谐振自适应观测器的永磁同步电机位置估算方法，包括下述步骤：
S1.根据电压、反电势估计值和电机转速估计值计算，以获取电流观测值；
S2.将所述电流观测值与电流检测值进行比较，获取电流差值；
S3.根据所述电流差值和所述电机转速估计值计算，以获取所述反电势估计值；
S4.根据所述反电势估计值获取所述电机转速估计值和电机转子角度。
进一步地，所述步骤S1根据电压、反电势估计值和电机转速估计值计算，以获取电流观测值，包括：
Figure GDA0002975833060000081
其中，R为电机绕组相电阻；L为绕组相电感；
Figure GDA0002975833060000082
为αβ坐标系下α轴电流观测值；
Figure GDA0002975833060000083
为αβ坐标系下β轴电流观测值；zα为所述准比例谐振控制单元α轴的输出值，它等于α轴反电势估计值
Figure GDA0002975833060000084
zβ为所述准比例谐振控制单元β轴的输出值，它等于β轴反电势估计值
Figure GDA0002975833060000085
Figure GDA0002975833060000086
为所述电机转速估计值。
步骤S3根据所述电流差值和所述电机转速估计值计算，以获取所述反电势估计值，包括：
准比例谐振控制器采用传递函数计算获取所述反电势估计值，所述传递函数为：
Figure GDA0002975833060000087
Figure GDA0002975833060000088
其中，kp为所述准比例谐振控制器的比例系数；kr为所述准比例谐振控制器的积分系数；ωc为所述准比例谐振控制器的截止频率；
Figure GDA0002975833060000089
为所述电机转速估计值；T为采样周期；Z为离散化过程变量，即z变换算子。
在具体应用时，准比例谐振的自适应观测器的永磁同步电机位置估算方法是准比例谐振自适应观测器实现的，准比例谐振的自适应观测器可包括电流状态观测器、比较器、准比例谐振控制器和锁相环。电流状态观测器的输入为αβ轴电压、αβ轴反电势估计值和转速估计值，观测出的电流值与检测的电流值求差后，经过准比例谐振控制器得到估计的反电势，再输入到锁相环得到电机转速估计值和电机转子角度。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种准比例谐振自适应观测器，包括：
观测单元，用以根据电压、反电势估计值和电机转速估计值计算，以获取电流观测值；
比较单元，连接所述观测单元，用以将所述电流观测值与电流检测值进行比较，获取电流差值；
其特征在于，还包括：
准比例谐振控制单元，连接所述观测单元和所述比较单元，用以根据所述电流差值和所述电机转速估计值计算，以获取所述反电势估计值，其中，所述准比例谐振控制单元采用准比例谐振控制器，所述准比例谐振控制器采用传递函数计算获取所述反电势估计值，所述传递函数为：
Figure FDA0002975833050000011
Figure FDA0002975833050000012
其中，kp为所述准比例谐振控制器的比例系数；kr为所述准比例谐振控制器的积分系数；ωc为所述准比例谐振控制器的截止频率；
Figure FDA0002975833050000013
为所述电机转速估计值；T为采样周期；Z为离散化过程变量，即z变换算子；
准比例谐振控制器的传递函数变换为：
Figure FDA0002975833050000014
其中：
Figure FDA0002975833050000015
T为采样周期；
实际操作时，将kp在0～1之间选取，在设计ki时，根据推导的观测器开环传递函数：
Figure FDA0002975833050000016
其中，R为电机绕组相电阻；L为绕组相电感，Ld＝Lq＝L；r1+r2＝(1+kr/kp)ωc；
Figure FDA0002975833050000021
采用零极点对消思想，令r1＝R/L，
Figure FDA0002975833050000022
则零极点对消后的观测器开环传递函数为：
Figure FDA0002975833050000023
从而：
Figure FDA0002975833050000024
根据转速控制精度来选取控制器带宽ωc；
锁相环，分别连接所述观测单元和所述准比例谐振控制单元，用以根据所述反电势估计值获取所述电机转速估计值和电机转子角度。
2.根据权利要求1所述的准比例谐振自适应观测器，其特征在于，所述观测单元采用电流状态观测器。
3.根据权利要求2所述的准比例谐振自适应观测器，其特征在于，所述电流状态观测器采用下述公式计算获取所述电流观测值：
Figure FDA0002975833050000025
其中，R为电机绕组相电阻；L为绕组相电感；
Figure FDA0002975833050000026
为αβ坐标系下α轴电流观测值；
Figure FDA0002975833050000027
为αβ坐标系下β轴电流观测值；zα为所述准比例谐振控制单元α轴的输出值，它等于α轴反电势估计值
Figure FDA0002975833050000028
zβ为所述准比例谐振控制单元β轴的输出值，它等于β轴反电势估计值
Figure FDA0002975833050000029
Figure FDA00029758330500000210
为所述电机转速估计值。
4.根据权利要求1所述的准比例谐振自适应观测器，其特征在于，所述比较单元采用比较器。
5.一种准比例谐振自适应观测器的永磁同步电机位置估算方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1.根据电压、反电势估计值和电机转速估计值计算，以获取电流观测值；
S2.将所述电流观测值与电流检测值进行比较，获取电流差值；
S3.根据所述电流差值和所述电机转速估计值计算，以获取所述反电势估计值，包括：准比例谐振控制器采用传递函数计算获取所述反电势估计值，所述传递函数为：
Figure FDA0002975833050000031
Figure FDA0002975833050000032
其中，kp为所述准比例谐振控制器的比例系数；kr为所述准比例谐振控制器的积分系数；ωc为所述准比例谐振控制器的截止频率；
Figure FDA0002975833050000033
为所述电机转速估计值；T为采样周期；Z为离散化过程变量，即z变换算子；准比例谐振控制器的传递函数变换为：
Figure FDA0002975833050000034
其中：
Figure FDA0002975833050000035
T为采样周期；
实际操作时，将kp在0～1之间选取，在设计ki时，根据推导的观测器开环传递函数：
Figure FDA0002975833050000036
其中，R为电机绕组相电阻；L为绕组相电感，Ld＝Lq＝L；r1+r2＝(1+kr/kp)ωc；
Figure FDA0002975833050000037
采用零极点对消思想，令r1＝R/L，
Figure FDA0002975833050000038
则零极点对消后的观测器开环传递函数为：
Figure FDA0002975833050000039
从而：
Figure FDA00029758330500000310
根据转速控制精度来选取控制器带宽ωc；
S4.根据所述反电势估计值获取所述电机转速估计值和电机转子角度。
6.根据权利要求5所述的准比例谐振自适应观测器的永磁同步电机位置估算方法，其特征在于，所述步骤S1根据电压、反电势估计值和电机转速估计值计算，以获取电流观测值，包括：
Figure FDA0002975833050000041
其中，R为电机绕组相电阻；L为绕组相电感；
Figure FDA0002975833050000042
为αβ坐标系下α轴电流观测值；
Figure FDA0002975833050000043
为αβ坐标系下β轴电流观测值；zα为所述准比例谐振控制单元α轴的输出值，它等于α轴反电势估计值
Figure FDA0002975833050000044
zβ为所述准比例谐振控制单元β轴的输出值，它等于β轴反电势估计值
Figure FDA0002975833050000045
Figure FDA0002975833050000046
为所述电机转速估计值。
CN201810688741.1A 2018-06-28 2018-06-28 准比例谐振自适应观测器及永磁同步电机位置估算方法 Active CN110661466B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810688741.1A CN110661466B (zh) 2018-06-28 2018-06-28 准比例谐振自适应观测器及永磁同步电机位置估算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810688741.1A CN110661466B (zh) 2018-06-28 2018-06-28 准比例谐振自适应观测器及永磁同步电机位置估算方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110661466A CN110661466A (zh) 2020-01-07
CN110661466B true CN110661466B (zh) 2021-05-04

Family

ID=69027395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810688741.1A Active CN110661466B (zh) 2018-06-28 2018-06-28 准比例谐振自适应观测器及永磁同步电机位置估算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110661466B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11936313B2 (en) * 2021-08-31 2024-03-19 Kinetic Technologies International Holdings Lp Method of aligning a rotor of a synchronous motor at a specified rotor angle and a controller therefor
CN116191964B (zh) * 2023-03-22 2023-09-29 南京航空航天大学 基于矢量谐振控制器的正弦型电励磁双凸极电机控制方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102624303B (zh) * 2012-03-23 2014-12-10 南京航空航天大学 一种用于永磁无刷直流电机角加速度估计的方法
KR20180028845A (ko) * 2016-09-09 2018-03-19 (주)다인큐브 전동기 제어 방법
CN106374793B (zh) * 2016-10-27 2018-11-30 珠海格力电器股份有限公司 永磁同步电机无位置传感器的控制方法及装置
CN107611971B (zh) * 2017-09-05 2019-12-24 哈尔滨工业大学 针对网压谐波畸变的网侧逆变器谐振全阶滑模控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110661466A (zh) 2020-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106487304B (zh) 一种基于滑模反电动势观测器的永磁同步电机状态估计方法
EP1653601B1 (en) Method for estimating the rotor speed and position of a permanent magnet synchronous machine
CN111510042B (zh) 电机的转子位置估算方法、装置和电机控制系统
CN108347207B (zh) 基于复数pi控制器的永磁同步电机位置和速度估算方法
JP6456995B2 (ja) 永久磁石同期電動機のセンサレス制御システム
CN109150029B (zh) 基于平滑非奇异终端滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制方法
CN109768753B (zh) 新型滑模观测器的无位置传感器永磁同步电机模型预测控制方法
CN111193448B (zh) 基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机负载转矩观测方法
CN107579690B (zh) 一种基于滑模观测的超高速永磁同步电机转速估计方法
WO2021174582A1 (zh) 无位置传感器的永磁同步电机控制方法及汽车动力系统
CN111181458A (zh) 基于扩展卡尔曼滤波器的表贴式永磁同步电机转子磁链观测方法
CN114598206B (zh) 永磁同步电机宽速域转子位置观测器设计方法
CN110661466B (zh) 准比例谐振自适应观测器及永磁同步电机位置估算方法
EP1513250A2 (en) Method in salient-pole permanent magnet synchronous machine
CN110768590B (zh) 一种永磁同步电机转子位置和速度估算系统及方法
CN113364375B (zh) 变结构电流调节器的pmsm驱动系统无传感器控制方法
CN110995094B (zh) 一种低载波比控制下的永磁同步电机位置和速度估算方法
CN110957956B (zh) 一种永磁同步电机转子位置和速度估算方法
CN114337416A (zh) 电机控制方法、装置、压缩机、存储介质及空调器
Ciabattoni et al. Adaptive extended Kalman filter for robust sensorless control of PMSM drives
JP5106295B2 (ja) 同期電動機のロータ位置推定装置
CN111900908B (zh) 一种基于无差拍反电动势预测器的永磁同步电机转子位置和速度估算方法
CN113904606B (zh) 相位自适应补偿式永磁同步电机转子位置和速度估计方法
CN116995974B (zh) 一种控制电机运转的方法、装置、介质及电子设备
CN115173774B (zh) 一种永磁同步电机无位置传感器控制方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant