无传感器永磁同步电机自适应滑模观测器研究

（青岛科技大学自动化与电子工程学院，青岛266042，中国）

摘要：本文提出一种基于非线性观测方法的自适应滑模观测器，应用于无传感器永磁同步电机控制问题。基于无刷直流电机的数学模型和经典滑模变结构理论，依据观测到的电流误差构成滑模观测器以估算电机的反电动势，并结合自适应控制技术，实现对转子位置和速度的估计。本文推导了估计的自适应律，并基于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仿真结果表明，该无传感器永磁同步电机控制方法对负载扰动和测量噪声具有强大的鲁棒性。

关键词：PMSM；滑模观测器；无传感器矢量控制；鲁棒性

0 引言

永磁同步电机（PMSM）以其体积小巧、效率高、运行稳定、调速性能优越等特性，在众多领域得到广泛应用。皖南电机价格表PMSM的无传感器控制技术，要实现工业控制中的可靠应用，关键在于对电机转速和位置信号的高精度估计。为了获得准确的电机转速和位置，必须精确地测量电机的反电动势。目前，主要策略包括：1. 基于电机模型的开环估计；2. 高频信号注入法；3. 基于检测反电动势估计转速位置法；4. 模型参考自适应估计法；5. 状态观测器估计法。其中，结合滑模变结构控制和状态观测器的策略，在电机速度和位置估计方面表现出优异的精度和鲁棒性。滑模观测器法作为一种闭环观测技术，基于滑模变结构原理，通过估计偏差设计滑模皖南电机控制机构，确保系统状态*终稳定在设计滑模超平面上，从而提升系统参数估计的精度、快速性和鲁棒性。安徽皖南电机

针对PMSM这类不确定性非线性系统，本文采用一种自适应参数调整的滑模观测器，用于转速和位置的估计。皖南电机价格表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。皖南电机

2 永磁同步电机数学模型

对于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，其在静止参考坐标系下的电压方程为：