基于自適應(yīng)滑模觀測器的五相永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制

楊劍威, 竇滿峰,趙冬冬, 顏黎明, 方淳

(西北工業(yè)大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院, 陜西 西安 710072)

基于自適應(yīng)滑模觀測器的五相永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制

楊劍威, 竇滿峰,趙冬冬, 顏黎明, 方淳

(西北工業(yè)大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院, 陜西 西安 710072)

由于三次諧波的影響,三相永磁同步電機(jī)的無位置傳感器控制方法無法直接應(yīng)用于五相永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制。在考慮三次諧波電壓和電流的條件下,提出一種基于自適應(yīng)滑模觀測器的五相永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制方法。該方法首先利用帶三次諧波的五相永磁同步電機(jī)模型設(shè)計(jì)了滑模觀測器,并用sigmoid函數(shù)代替一般滑模觀測器常用的符號(hào)函數(shù)作為觀測器的開關(guān)函數(shù),以減小滑模抖動(dòng)并獲得更為準(zhǔn)確的反電勢(shì)當(dāng)量信號(hào)。其次設(shè)計(jì)了反電勢(shì)自適應(yīng)觀測器以估計(jì)電機(jī)轉(zhuǎn)速和位置信號(hào),消除了常規(guī)無位置傳感器控制系統(tǒng)中所必需的低通濾波器和相位補(bǔ)償單元,提高了轉(zhuǎn)速和位置信號(hào)的估計(jì)精度。此外,利用李雅普諾夫準(zhǔn)則,證明了所設(shè)計(jì)的滑模觀測器和反電勢(shì)自適應(yīng)觀測器的穩(wěn)定性,并利用Matlab/Simulink進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。仿真結(jié)果顯示,與常規(guī)滑模觀測器相比,所提出的自適應(yīng)滑模觀測器在五相永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制系統(tǒng)中抖動(dòng)更小,轉(zhuǎn)速和位置估計(jì)誤差更小,反電勢(shì)估計(jì)更為準(zhǔn)確,具有較強(qiáng)的魯棒性。

五相永磁同步電機(jī);無位置傳感器控制;自適應(yīng)滑模觀測器;李雅普諾夫準(zhǔn)則

五相永磁同步電機(jī)由于具有較高的效率、功率因數(shù)和密度、以及較強(qiáng)的容錯(cuò)能力,廣泛應(yīng)用于機(jī)床、機(jī)器人、電動(dòng)汽車、風(fēng)力發(fā)電以及航空航天等對(duì)功率和可靠性有較高要求的應(yīng)用場合[1-4]。在五相永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中,常規(guī)的磁場定向控制策略需要通過固定在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的光電編碼器等位置傳感器獲得電機(jī)的轉(zhuǎn)速和位置信息,從而實(shí)現(xiàn)五相永磁同步電機(jī)的閉環(huán)控制。然而,常規(guī)的位置傳感器對(duì)振動(dòng)條件和溫度條件較為敏感,從而降低了整個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性,并限制了五相永磁同步電機(jī)在相對(duì)嚴(yán)苛環(huán)境條件下的應(yīng)用[5]。

隨著數(shù)字信號(hào)處理器技術(shù)的發(fā)展,永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制技術(shù)在電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制研究領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注[6]。永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制技術(shù)主要分為2類：①基于永磁同步電機(jī)凸極效應(yīng)的高頻信號(hào)注入法[7]；②基于電機(jī)模型的觀測器估計(jì)法[8]。高頻信號(hào)注入法的缺點(diǎn)之一是,所注入高頻信號(hào)帶來的噪聲將導(dǎo)致電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)性能下降。而觀測器估計(jì)法中的模型參考自適法[9]和卡爾曼濾波法[10]又較為依賴精確的電機(jī)模型。相比之下,滑模觀測器法由于其較強(qiáng)的魯棒性、較為簡單的算法實(shí)現(xiàn)以及相對(duì)獨(dú)立于電機(jī)模型,是一種較為有效的電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置估計(jì)方法,并在三相永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

在永磁同步電動(dòng)機(jī)無位置傳感器驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中,滑模觀測器法一般在靜止參考坐標(biāo)系下,通過滑模觀測器得到定子相電流的估計(jì)值,并與電流傳感器采樣得到的定子電流實(shí)測值進(jìn)行比較,得到定子相電流估計(jì)誤差,來獲得反電勢(shì)當(dāng)量信號(hào),從而進(jìn)一步估計(jì)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和位置。在常規(guī)滑模觀測中,一般利用符號(hào)函數(shù)作為觀測器的開關(guān)函數(shù),來獲得反電勢(shì)的當(dāng)量信號(hào)。然而,由于符號(hào)函數(shù)的離散性,常規(guī)滑模觀測器中抖振現(xiàn)象嚴(yán)重,且反電勢(shì)當(dāng)量信號(hào)中包含大量的高頻振蕩分量。因此,在常規(guī)滑模觀測法中,往往需要利用低通濾波器對(duì)滑模觀測器獲得的反電勢(shì)當(dāng)量信號(hào)進(jìn)行濾波,得到轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置估計(jì)所需的反電勢(shì)信號(hào)。但是,低通濾波器的引入又會(huì)造成相位延遲,使得常規(guī)滑模觀測器不得不加入相位補(bǔ)償模塊,從而使整個(gè)滑模觀測器的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。為了解決這一問題,文獻(xiàn)[11]中提出了一種自適應(yīng)濾波器方法,但仍無法完全實(shí)現(xiàn)相位補(bǔ)償。文獻(xiàn)[12]中為了減小滑模抖振,用飽和函數(shù)代替符號(hào)函數(shù),作為滑模觀測器的開關(guān)函數(shù),然而,由于飽和函數(shù)仍然是一種離散函數(shù),因此其滑模抖振現(xiàn)象依然較為明顯。文獻(xiàn)[13]中,摒棄了常規(guī)滑模觀測器所使用的符號(hào)函數(shù)和飽和函數(shù),利用sigmoid函數(shù)作為滑模觀測器的控制函數(shù),由于該函數(shù)是連續(xù)函數(shù),因此滑模抖振明顯減小。文獻(xiàn)[14]設(shè)計(jì)了一種帶自適應(yīng)反電勢(shì)觀測器的滑模觀測器,消除了常規(guī)滑模觀測器中的低通濾波器和相位補(bǔ)償單元,提高了電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置估計(jì)的精度。然而,文獻(xiàn)[13]和[14]中所提出的滑模觀測器均是關(guān)于三相永磁同步電機(jī)無位置傳感器驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng),而對(duì)于五相永磁同步電機(jī)無位置傳感器驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng),為了實(shí)現(xiàn)較為精確的電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置觀測,三次諧波的影響將無法直接忽略,滑模觀測器中的三次諧波電流項(xiàng)必須考慮,且在利用李雅普諾夫準(zhǔn)則,對(duì)觀測器的穩(wěn)定性和收斂性進(jìn)行分析時(shí),三次諧波項(xiàng)也會(huì)對(duì)觀測器的穩(wěn)定性和收斂性條件造成影響,使得五相永磁同步電機(jī)無位置傳感器驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中的滑模觀測器設(shè)計(jì)更為復(fù)雜和困難。

本文在考慮三次諧波電壓和電流的條件下,提出一種基于自適應(yīng)滑模觀測器的五相永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制方法。該方法首先利用帶三次諧波的五相永磁同步電機(jī)模型設(shè)計(jì)了滑模觀測器,并用sigmoid函數(shù)代替一般滑模觀測器常用的符號(hào)函數(shù)作為電流觀測器的開關(guān)函數(shù),以減小滑模抖動(dòng)并獲得更為準(zhǔn)確的反電勢(shì)當(dāng)量信號(hào)。其次設(shè)計(jì)了反電勢(shì)自適應(yīng)觀測器來估計(jì)電機(jī)轉(zhuǎn)速和位置信號(hào),消除了常規(guī)無位置傳感器控制系統(tǒng)中滑模觀測器所必需的低通濾波器和相位補(bǔ)償單元,提高了轉(zhuǎn)速和位置信號(hào)的估計(jì)精度。此外,利用李雅普諾夫準(zhǔn)則,證明了所設(shè)計(jì)的滑模觀測器和反電勢(shì)自適應(yīng)觀測器的穩(wěn)定性。

1 無位置傳感器驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)

基于自適應(yīng)滑模觀測器的五相永磁同步電機(jī)無位置傳感器驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。系統(tǒng)主要由五相永磁同步電機(jī)、電流閉環(huán)、轉(zhuǎn)速閉環(huán)、空間矢量脈寬調(diào)制單元、坐標(biāo)變換單元以及自適應(yīng)滑模觀測器構(gòu)成。值得注意的是,在五相永磁同步電機(jī)無位置傳感器驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中,為了實(shí)現(xiàn)較為精確的電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置觀測,三次諧波的影響無法直接忽略,在觀測和控制基波電流和電壓分量的同時(shí),三次諧波電壓和電流也需要被觀測和控制。

圖1 基于自適應(yīng)滑模觀測器的五相永磁同步電機(jī)無位置傳感器驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)原理框圖

從圖1可以看出,在五相永磁同步無位置傳感器驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中,用于觀測電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置的自適應(yīng)滑模觀測器是實(shí)現(xiàn)無位置傳感器控制的核心和基礎(chǔ)。

圖2 自適應(yīng)滑模觀測器原理框圖

圖2是所提出的自適應(yīng)滑模觀測器的原理框圖。該觀測器主要由滑模觀測器和反電勢(shì)自適應(yīng)觀測器構(gòu)成,在觀測基波電流的同時(shí)還對(duì)三次諧波電流進(jìn)行了觀測。其中滑模觀測器采用sigmoid函數(shù),代替常規(guī)滑模觀測器中的符號(hào)函數(shù),作為觀測器的開關(guān)函數(shù)。由于sigmoid函數(shù)是一個(gè)連續(xù)函數(shù),使得整個(gè)滑模觀測器的滑模抖動(dòng)現(xiàn)象明顯減小,同時(shí),在滑模觀測器之后,利用反電勢(shì)自適應(yīng)觀測器來對(duì)反電勢(shì)信號(hào)進(jìn)行濾波和觀測,實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置的估計(jì),從而消除了低通濾波器和相位補(bǔ)償模塊,使得整個(gè)滑模觀測器的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單。

2 自適應(yīng)滑模觀測器設(shè)計(jì)

所提出的自適應(yīng)滑模觀測器主要由滑模觀測器和反電勢(shì)自適應(yīng)觀測器兩部分構(gòu)成,因此,觀測器設(shè)計(jì)主要包括滑模觀測器設(shè)計(jì)和反電勢(shì)自適應(yīng)觀測器設(shè)計(jì)兩部分。

2.1 滑模觀測器設(shè)計(jì)

為了構(gòu)造五相永磁同步電機(jī)無位置傳感器驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的滑模觀測器,首先需要五相永磁同步電機(jī)在靜止坐標(biāo)系下的模型。考慮三次諧波的影響,五相永磁同步電機(jī)靜止坐標(biāo)系α1-β1-α3-β3下的電壓平衡方程如(1)式所示:

(1)

式中,下標(biāo)α1、β1表示基波分量;α3、β3表示三次諧波分量;Rs為定子繞組阻值;[uα1uβ1uα3uβ3]T是靜止坐標(biāo)系α1-β1-α3-β3下的定子電壓矢量;[iα1iβ1iα3iβ3]T是靜止坐標(biāo)系下的定子電流矢量;對(duì)角陣diag(Lα1Lβ1Lα3Lβ3) 是靜止坐標(biāo)系下的定子電感矩陣;[eα1eβ1eα3eβ3]T是靜止坐標(biāo)系下的反電勢(shì)矢量。由于電機(jī)為表貼非凸極結(jié)構(gòu),Ld1=Lq1=Lα1=Lβ1,Ld3=Lq3=Lα3=Lβ3。

將(1)式轉(zhuǎn)換為電流狀態(tài)方程形式,并根據(jù)相關(guān)的滑模變結(jié)構(gòu)理論,則考慮三次諧波的五相永磁同步電機(jī)滑模觀測器設(shè)計(jì)如下：

(2)

(3)

式中,a為sigmoid函數(shù)的斜率,是一個(gè)可調(diào)正實(shí)數(shù)。

其后定義滑模面如(4)式所示：

(4)

為了證明所設(shè)計(jì)滑模觀測器的穩(wěn)定性,定義李雅普諾夫函數(shù)如(5)式所示：

(5)

根據(jù)李雅普諾夫穩(wěn)定性判據(jù),如果所設(shè)計(jì)的滑模觀測器(2)穩(wěn)定且收斂于滑模面S(X),那么李雅普諾夫函數(shù)V1需同時(shí)滿足如下2個(gè)條件:①李雅普諾夫函數(shù)V1正定;②李雅普諾夫函數(shù)V1的導(dǎo)數(shù)為負(fù)數(shù)。由(5)式可以看出,由于所定義的李雅普諾夫函數(shù)為靜止坐標(biāo)系α1-β1-α3-β3下定子電流估計(jì)誤差平方和的形式,顯然滿足條件①。那么只需要證明李雅普諾夫函數(shù)V1的導(dǎo)數(shù)為負(fù)數(shù),則可證明所設(shè)計(jì)滑模觀測器的穩(wěn)定性,即

(6)

為了證明李雅普諾夫函數(shù)的導(dǎo)數(shù)為負(fù)數(shù),通過(2)式與(1)式轉(zhuǎn)換的電流狀態(tài)方程相減,可以得到定子電流誤差方程如(7)式所示：

(7)

將(7)式代入(6)式,滑模觀測器李雅普諾夫函數(shù)的導(dǎo)數(shù)可表示如(8)式所示：

(8)

由于所有狀態(tài)變量和電機(jī)參數(shù)均有界,因此,通過式(8)可以推導(dǎo)出所設(shè)計(jì)的五相永磁同步電機(jī)無位置傳感器滑模觀測器的收斂條件為

(9)

只要滿足(9)式的條件,則可證明所設(shè)計(jì)滑模觀測器的穩(wěn)定性,即選擇合適的滑模增益k1和k2,則可使滑模觀測器穩(wěn)定并收斂。

當(dāng)滑模觀測器系統(tǒng)達(dá)到滑模面時(shí)有

(10)

將(10)式代入(7)式,可得到電機(jī)反電勢(shì)如下：

(11)

2.2 反電勢(shì)自適應(yīng)觀測器設(shè)計(jì)

式中,ωe是轉(zhuǎn)子電角速度,θ是轉(zhuǎn)子位置電角度,Ψm1是基波磁鏈幅值。

基于(12)式和相關(guān)的自適應(yīng)觀測器設(shè)計(jì)理論,五相永磁同步電機(jī)無位置傳感器驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的自適應(yīng)反電勢(shì)觀測器設(shè)計(jì)如下

(13)

用(13)式減去(12)式,可以得到五相永磁同步電機(jī)的反電勢(shì)估計(jì)誤差方程

(14)

為了證明所設(shè)計(jì)的反電勢(shì)自適應(yīng)觀測器的穩(wěn)定性,定義反電勢(shì)自適應(yīng)觀測器的李雅普諾夫函數(shù)如(15)式所示

(15)

(16)

(17)

將(14)式代入(17)式可得

(18)

(19)

從(19)式中,可以得到反電勢(shì)觀測器的自適應(yīng)律如如(20)式所示

(20)

又因?yàn)?/p>

(21)

所以,五相永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)子電角速度估計(jì)值如(22)式所示

(22)

3 仿真實(shí)驗(yàn)及分析

為了驗(yàn)證所提出的滑模自適應(yīng)觀測器的效果,利用Matlab/Simulink仿真軟件,搭建了如圖1所示的五相永磁同步電機(jī)無位置傳感器驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。通過仿真實(shí)驗(yàn),對(duì)比驗(yàn)證了常規(guī)滑模觀測器與所提出的滑模自適應(yīng)觀測器,在額定轉(zhuǎn)速和突加負(fù)載轉(zhuǎn)矩的條件下,對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子位置以及基波反電勢(shì)和三次諧波反電勢(shì)的估計(jì)效果,并對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)分析。仿真實(shí)驗(yàn)中的五相永磁同步電機(jī)參數(shù)和滑模自適應(yīng)觀測器參數(shù)如表1和表2所示。

表1 五相永磁同步電機(jī)參數(shù)

表2 自適應(yīng)滑模觀測器參數(shù)

圖3～圖6為常規(guī)滑模觀測器在額定轉(zhuǎn)速和突加負(fù)載轉(zhuǎn)矩條件下的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子位置、反電勢(shì)基波以及反電勢(shì)三次諧波波形;圖7～圖10為所提出的自適應(yīng)滑模觀測器在額定轉(zhuǎn)速和突加負(fù)載轉(zhuǎn)矩條件下的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子位置、反電勢(shì)基波以及反電勢(shì)三次諧波波形。2種滑模觀測器均測試于相同條件下,電機(jī)給定轉(zhuǎn)速900 r/min,加減速速率為±1 000 r/s,并在1.2 s時(shí),負(fù)載轉(zhuǎn)矩階躍至11 Nm。通過對(duì)比圖3和圖7可以看出,常規(guī)滑模觀測器在電機(jī)轉(zhuǎn)速估計(jì)過程中的滑模抖振明顯大于所提出的自適應(yīng)滑模觀測器。對(duì)比圖4～圖6和圖8～圖10中相對(duì)應(yīng)的波形,可以看出在電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)、基波反電勢(shì)和三次諧波反電勢(shì)的估計(jì)過程中,常規(guī)滑模觀測器的抖振現(xiàn)象相對(duì)于自適應(yīng)滑模觀測器仍然較為明顯。通過計(jì)算和分析,所提出的自適應(yīng)滑模觀測器在電機(jī)轉(zhuǎn)速估計(jì)過程中的最大瞬態(tài)估計(jì)誤差為0.1%且在穩(wěn)態(tài)時(shí)收斂至零,而常規(guī)滑模觀測器的轉(zhuǎn)速估計(jì)最大誤差為0.5%。此外,自適應(yīng)滑模觀測器在電機(jī)轉(zhuǎn)子位置估計(jì)過程中的最大瞬態(tài)估計(jì)誤差為0.05%,主要產(chǎn)生在每個(gè)2π弧度之間的位置信號(hào)的連續(xù)變換

瞬間,而常規(guī)滑模觀測器的轉(zhuǎn)子位置估計(jì)最大誤差為0.1%。與常規(guī)滑模觀測器相比,所提出的自適應(yīng)滑模觀測器在五相永磁同步電機(jī)無位置傳感器驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中具有更好的轉(zhuǎn)速和位置跟蹤效果,以及較強(qiáng)的抗負(fù)載擾動(dòng)能力。

圖3 常規(guī)滑模觀測器實(shí)際轉(zhuǎn)速和估計(jì)轉(zhuǎn)速波形

圖4 常規(guī)滑模觀測器實(shí)際轉(zhuǎn)子位置和估計(jì)轉(zhuǎn)子位置波形

圖5 常規(guī)滑模觀測器反電勢(shì)基波分量估計(jì)波形 圖6 常規(guī)滑模觀測器反電勢(shì)三次諧波分量估計(jì)波形

圖7 自適應(yīng)滑模觀測器實(shí)際圖8 自適應(yīng)滑模觀測器實(shí)際轉(zhuǎn)子位置和估計(jì)轉(zhuǎn)子位置波形轉(zhuǎn)速和估計(jì)轉(zhuǎn)速波形

圖9 自適應(yīng)滑模觀測器反電勢(shì)基波分量估計(jì)波形 圖10 自適應(yīng)滑模觀測器反電勢(shì)三次諧波分量估計(jì)波形

4 結(jié) 論

本文提出了一種基于自適應(yīng)滑模觀測器的五相永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制方法。該方法在考慮三次諧波對(duì)五相永磁同步電機(jī)影響的條件下,首先利用五相永磁同步電機(jī)模型設(shè)計(jì)了滑模觀測器,并用sigmoid函數(shù)代替了一般滑模觀測器常用的符號(hào)函數(shù)作為電流觀測器的開關(guān)函數(shù),以減小滑模抖動(dòng)并獲得更為準(zhǔn)確的反電勢(shì)當(dāng)量信號(hào)。其次設(shè)計(jì)了反電勢(shì)自適應(yīng)觀測器來估計(jì)電機(jī)轉(zhuǎn)速和位置信號(hào),消除了常規(guī)無位置傳感器控制系統(tǒng)中滑模觀測器所必需的低通濾波器和相位補(bǔ)償單元,提高了轉(zhuǎn)速和位置信號(hào)的估計(jì)精度。此外,利用李雅普諾夫準(zhǔn)則,證明了所設(shè)計(jì)的滑模觀測器和反電勢(shì)自適應(yīng)觀測器的穩(wěn)定性。仿真結(jié)果顯示,與常規(guī)滑模觀測器相比,所提出的自適應(yīng)滑模觀測器在五相永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制系統(tǒng)中抖動(dòng)更小,轉(zhuǎn)速和位置估計(jì)誤差更小,反電勢(shì)估計(jì)更為準(zhǔn)確,且能運(yùn)行在多種復(fù)雜條件下,具有較強(qiáng)的魯棒性,適合應(yīng)用于五相永磁同步電機(jī)無位置傳感器驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。

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Adaptive Sliding Mode Observer for Sensorless Control of Five-Phase Permanent Magnet Synchronous Motor

Yang Jianwei, Dou Manfeng, Zhao Dongdong, Yan Liming

(School of Automation, Northwestern Polytechnical University, Xi′an 710072, China)

For the impact of the third harmonic, the sensorless control method for three-phase permanent magnet synchronous motor (PMSM) can′t be applied for five-phase PMSM directly. This paper investigates the position sensorless control problem of five-phase PMSM drive system based on an adaptive sliding mode observer (ASMO) with the consideration of the third harmonic voltage and current. First, a sliding mode current observer is designed based on the five-phase PMSM model with the third harmonic by replacing the conventional sign function with the sigmoid function as the switching function to reduce the chattering and obtain the equivalent signal of the back electromotive force (EMF). Then, an adaptive observer of back EMF is built to estimate the back EMF, the velocity and the rotor position of five-phase PMSM, which eliminates the low-pass filter and phase compensation module in sensorless control system and improves the estimation accuracy. Meanwhile, the stability of the sliding current observer and the back EMF adaptive observer is demonstrated in detail by Lyapunov stability criteria and the simulation is done by Matlab/Simulink. The simulation results show that compared with the conventional SMO, the proposed ASMO is with less chattering, small errors of rotor speed and position, more accurate estimated value of back EMF and strong robustness.

five-phase permanent magnet synchronous motor (five-phase PMSM), sensorless control, adaptive sliding mode observer (ASMO), Lyapunov stability criteria, Lyapunov functions, angular velocity, MATLAB

2016-09-08

國家自然科學(xué)基金(51507143)與陜西省工業(yè)科技攻關(guān)項(xiàng)目(2015GYT090)資助

楊劍威(1986—)，西北工業(yè)大學(xué)博士研究生，主要從事電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制及電力電子方向的研究。

TM351

A

1000-2758(2016)06-1057-08