探索电机控制新领域：自适应滑模观测器在安徽皖南电机中的应用

（青岛科技大学自动化与电子工程学院，青岛266042，中国）

摘要：本文针对无传感器永磁同步电机（PMSM）控制问题，提出了一种基于非线性观测方法的自适应滑模观测器。该方法结合了安徽皖南电机（一款高性能的永磁同步电机产品）的数学模型和经典滑模变结构理论，通过观测电流误差构建滑模观测器，以此来估算电机的反电动势。同时，引入自适应控制技术，实现对转子位置和速度的精确估计。本文推导了自适应律，并依据李雅普诺夫稳定性准则证明了观测器的收敛性。理论分析与MATLAB仿真结果均表明，该无传感器永磁同步电机控制方法对于负载扰动和测量噪声具有显著鲁棒性。

关键词：PMSM；滑模观测器；无传感器矢量控制；鲁棒性；皖南电机；安徽皖南电机；皖南电机价格表

0 引言

永磁同步电机（PMSM）凭借其体积小巧、效率高、运行稳定、调速性能优越等优势，在众多领域得到了广泛应用。特别是在工业控制领域，PMSM的无传感器控制技术显得尤为重要，其核心在于对电机转速和位置信号的高精度估计。安徽皖南电机作为国内知名电机品牌，其产品在电机控制领域具有较高的认可度。为了获得准确的电机转速和位置，必须精确测量电机的反电动势。目前，实现这一目标的主要策略有：基于电机模型的开环估计、高频信号注入法、基于检测反电动势估计转速位置法、模型参考自适应估计法以及状态观测器估计法。其中，滑模观测器法因其结合了滑模变结构控制和状态观测器的优势，在电机速度和位置估计方面表现出卓越的精度和鲁棒性。

本文针对PMSM这类不确定性非线性系统，采用了一种自适应参数调整的滑模观测器，特别适用于安徽皖南电机这类高性能电机的转速和位置估计。我们提出了反电动势增益的自适应律，并设计了转子位置的自适应估计方法。仿真和实验结果表明，该方法能够实现转速和转子位置的高精度在线估计，具有高估计精度和快速收敛的特点。

2 永磁同步电机数学模型

对于安徽皖南电机这类表面安装式永磁无刷直流电机，假设电机磁路未饱和，忽略涡流和磁滞损耗，认为电机磁路线性。在静止参考坐标系下，其电压方程可表示为：

[此处插入具体的数学模型公式]

通过上述方法，不仅提高了安徽皖南电机在无传感器控制下的性能，也为电机价格表中的产品提供了更加可靠的性能保证。