基于自适应全阶滑模观测器的PMSM无传感器控制OA

【目的】在永磁同步电机无传感器控制系统中,传统全阶滑模观测器(FOSMO)采用固定滑模增益,无法同时兼顾系统在宽速域内的动态响应速度与稳态性能,导致电机在低速运行时产生严重的系统抖振,从而降低了转子位置及转速的观测精度。【方法】为了解决上述矛盾,本文提出一种基于电流误差与估计转速的自适应FOSMO,根据系统实时运行状态动态调节滑模增益,实现不同工况下增益的平滑调节,从而增强系统动态性能与稳态精度。此外,为进一步抑制高频开关带来的抖振现象,引入连续平滑的tanh函数替代传统的sign函数。同时,利用李雅普诺夫稳定性理论对改进后的观测器进行数学推导,证明了观测器的收敛性。【结果】通过仿真和试验对所提自适应FOSMO的观测性能进行验证。结果表明,与传统FOSMO相比,本文所提自适应FOSMO在低速域的扩展反电动势波形与转速波形的抖振得到明显抑制,转子位置估计误差显著降低,观测精度更高。【结论】在所提自适应FOSMO下,系统抖振得到显著抑制,系统整体稳定性得到提升,且自适应FOSMO的适用速域更宽。