準(zhǔn)確的位置估計對電機(jī)無位置傳感器控制尤為重要,傳統(tǒng)高頻注入法存在忽略反電動勢項、交叉耦合項和電流檢測偏差等問題。為了提高位置估計精度,針對上述問題在位置估計中的影響進(jìn)行了理論分析,提出了一種參數(shù)自適應(yīng)濾波及位置估計補(bǔ)償?shù)母倪M(jìn)高頻注入永磁同步電機(jī)（PMSM）控制策略,可消除估計位置中的二次諧波,補(bǔ)償估計誤差。仿真與實驗結(jié)果表明,與傳統(tǒng)方法相比,所提控制方法可顯著減小位置估計誤差,具有良好的控制效果。 

【文章來源】：電力電子技術(shù). 2020,54(09)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

圖１轉(zhuǎn)子位置估計結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇ．?１?Ｒｏｔｏｒ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ??

１?２?３?４?０??ｔ／ｓ??（ａ）改進(jìn)前??圖４仿真波形??Ｆｉｇ．?４?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ??１?２?３??ｔ／ｓ??（ｂ）改進(jìn)后??■?ｉ＋＿?＊ｅｅｅｉ－???＾??＾ｉｎ＾ｈＺ－＾－＾ｈ）?／（Ａｇ）??丁??圖２調(diào)節(jié)輸入量的獲取??Ｆｉｇ．?２?Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ?ｉｎｐｕｔ??電流檢測偏差造成／（Ａ０）中含有二次諧波，使??用參數(shù)自適應(yīng)濾波器濾除位置估計誤差中含有的??二次諧波分量。濾波器的傳遞函數(shù)表達(dá)式如下：??２－ｎ（?ｌ＋ｍ）ｚ￣＇＋ｍ??５（ｚ）?＝??（５）??－２－ｒａ（?ｌ＋ｍ）２：－ｌ＋ｌ??為增強(qiáng)濾波器的適應(yīng)性，調(diào)整系數(shù)ｍｎ設(shè)計??為跟隨系統(tǒng)變化的自適應(yīng)參數(shù)，其中ｍ＝ｌ－８ｗｘ??１〇－５，／１＝（１－“１〇－５）／（１＋“１〇－５）＞為估計角速度，??且的值與采樣周期有關(guān)，此處采樣周期設(shè)置??為１?ｍｓ。耦合項的存在會引起位置估計誤差，需先??對其進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償方法是引入一個反饋補(bǔ)償環(huán)??節(jié)，補(bǔ)償結(jié)構(gòu)如圖３所示的耦合項影響補(bǔ)償部分。??－ｉｉ．??圖３改進(jìn)的轉(zhuǎn)子位置觀測原理圖??Ｆｉｇ．?３?Ｉｍｐｒｏｖｅｄ?ｒｏｔｏｒ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ??３仿真與實驗??３．１仿真分析??在進(jìn)行實驗前，先在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中驗證算法的??可行性。按照所提方法搭建仿真模型，將電機(jī)實際??位置與估算位置進(jìn)行比較。為測試所提方法的動??態(tài)性能，仿真中電機(jī)啟動時速度設(shè)為４５?ｉ－ｍｉｒＴ１，??負(fù)載設(shè)為ＩＮｔｈ，在２?ｓ處速度變?yōu)椋冢冢希颍裕睿椋颍颍�，�??３ｓ處負(fù)載突

誤差中含有的??二次諧波分量。濾波器的傳遞函數(shù)表達(dá)式如下：??２－ｎ（?ｌ＋ｍ）ｚ￣＇＋ｍ??５（ｚ）?＝??（５）??－２－ｒａ（?ｌ＋ｍ）２：－ｌ＋ｌ??為增強(qiáng)濾波器的適應(yīng)性，調(diào)整系數(shù)ｍｎ設(shè)計??為跟隨系統(tǒng)變化的自適應(yīng)參數(shù)，其中ｍ＝ｌ－８ｗｘ??１〇－５，／１＝（１－“１〇－５）／（１＋“１〇－５）＞為估計角速度，??且的值與采樣周期有關(guān)，此處采樣周期設(shè)置??為１?ｍｓ。耦合項的存在會引起位置估計誤差，需先??對其進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償方法是引入一個反饋補(bǔ)償環(huán)??節(jié)，補(bǔ)償結(jié)構(gòu)如圖３所示的耦合項影響補(bǔ)償部分。??－ｉｉ．??圖３改進(jìn)的轉(zhuǎn)子位置觀測原理圖??Ｆｉｇ．?３?Ｉｍｐｒｏｖｅｄ?ｒｏｔｏｒ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ??３仿真與實驗??３．１仿真分析??在進(jìn)行實驗前，先在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中驗證算法的??可行性。按照所提方法搭建仿真模型，將電機(jī)實際??位置與估算位置進(jìn)行比較。為測試所提方法的動??態(tài)性能，仿真中電機(jī)啟動時速度設(shè)為４５?ｉ－ｍｉｒＴ１，??負(fù)載設(shè)為ＩＮｔｈ，在２?ｓ處速度變?yōu)椋冢冢希颍裕睿椋颍颍保??３ｓ處負(fù)載突加為４Ｎ＊ｍ。??對圖４ａ，ｂ進(jìn)行比較可知，速度變化時改進(jìn)方??法的位置估計誤差僅為傳統(tǒng)方法的一半。使用改??進(jìn)方法時，突加負(fù)載幾乎對位置估計不造成影響，??電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)誤差約為３°￣５°。相比傳統(tǒng)位置估計??方法，改進(jìn)方法在位置估計精度上有一定的提高。??式中山＝（［＊－＆）／２，込，［，１１為旋轉(zhuǎn)＜￡，９軸電感；［２＝（１＋??１２２；以，％為旋轉(zhuǎn)＜ｉ，９軸高頻阻抗相角；Ａ６ｔ??谷－０，扣卩０分別為估計位置與實際轉(zhuǎn)子位置為電角速??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]脈振高頻電壓注入SPMSM無位置傳感器控制的估計誤差分析與抑制方法[J]. 劉兵,周波.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2018(14)
[2]基于鎖相環(huán)的永磁同步電機(jī)無傳感器位置檢測[J]. 黃勝軍,吳峻,湯鈞元,楊彪.  電力電子技術(shù). 2018(02)
[3]應(yīng)用特征諧波消除改進(jìn)脈振高頻電壓注入法[J]. 于帥,章瑋.  電機(jī)與控制學(xué)報. 2016(12)
[4]永磁同步電機(jī)無位置傳感器混合控制策略[J]. 王高林,張國強(qiáng),貴獻(xiàn)國,徐殿國.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2012(24)

博士論文
[1]永磁同步電機(jī)脈振高頻信號注入無位置傳感器技術(shù)研究[D]. 劉穎.南京航空航天大學(xué) 2012



本文編號：3384504