针对永磁同步电机调速系统PI控制鲁棒性差以及传统滑模控制抖阵过大的问题,提出了一种快速超扭曲算法与扰动观测器复合的二阶滑模控制策略.采用以快速超扭曲和超扭曲算法分别设计速度和电流控制器的方法,实现了双环二阶滑模控制,解决了传统滑模存在的系统抖阵与趋近速度、鲁棒性间的矛盾;利用扩张观测器估计扰动值进行速度控制器补偿的方法,进一步提高了滑模控制的鲁棒性.仿真结果表明,所提方法可有效提高系统响应速度和鲁棒性,并抑制滑模控制的抖阵.

永磁同步电机在零低速下的无传感器控制主要是基于电机凸极效应.传统高频信号注入法利用饱和凸极效应估计出转子位置,在电流环与信号处理环节使用滤波器,造成电流环响应与位置估计延迟.针对上述问题,对改进的高频方波信号注入的无传感器控制方法进行研究.采用方波信号代替传统正弦波信号,将方波信号频率提高至逆变器开关频率,避免滤波器的使用,提高了系统的带宽.在速度控制器方面,采用改进的线性自抗扰控制器代替PI控制器,将传统的PI、NLADRC、改进后的LADRC控制效果进行对比,仿真结果验证了改进后的系统具有更好的控制性能.

In order to improve the reliability of vector control system of permanent magnet synchronous motor (PMSM), a fault-tolerant control (FTC) strategy of speed sensor based on improved maximum-likelihood voting (MLV) algorithm is proposed. Extended Kalman filter (EKF) is designed to estimate motor speed and serves as the basis for MLV preparation. The MLV is improved by using data fusion technology to process speed information. When the speed sensor fails, fault isolation and reconfiguration of the system structure can be accomplished naturally. The simulation results show that the proposed FTC strategy can maintain the high performance and uninterrupted operation of PMSM even when the speed sensor fails.

永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统中速度传感器易发生故障,因此提出一种基于双滑模结构的故障容错控制策略.首先,基于PMSM数学模型设计滑模观测器(SMO),并利用锁相环(PLL)实现转速估计.再采用滑模控制器(SMC)实现速度闭环控制,以提高系统鲁棒性.最后,提出双阈值故障检测方法,在转速残差值处于过渡过程时,利用数据融合的方式反馈转速,避免了单阈值方法在电机起动过程中容易出现的误报现象及由此产生的暂态性能恶化问题,实现了PMSM起动过程与中高速运行时速度传感器突发故障的容错控制.仿真结果验证了所提方法的可行性与有效性.