本章节采用滑膜观测器SMO进行永磁同步电机的无感控制，首先介绍了状态观测器的原理，然后分析了滑膜观测器的原理设计了传统低阶滑膜观测器，并针对传统滑膜观测器存在“抖振”的问题，对建立的传统滑膜观测器进行改进，采用电控届经典资料AN1078的滑膜观测器改进方案进行控制凯发体育唯一官网，最后通过Matlab/Simulink采用传统的三段式启动方法对该方案进行仿真分析。
PMSM有感控制是通过编码器或者霍尔传感器获得电机的位置角与速度，PMSM无感控制是通过观测器来估算电机的位置角与速度。 状态观测器，即根据系统的输入输出来估计系统的状态，如下图所示：
建立用于描述真实电机的数学模型，理论上如果建立的数学模型足够精确，当真实电机与电机数学模型具有相同的输入时凯发体育唯一官网，其必有相同的输出。 此时我们就可以通过建立的电机数学模型来获得我们所需要的电机状态量。 但上述系统会存在如下问题：
1、系统抗干扰能力差。 电机是一个高阶非线性、强耦合、多变量的复杂系统，一旦存在外部干扰或负载突变，此时的观测器很难响应正确的输入，以致输出错误或者系统崩溃；
2、误差的存在导致观测器的输出不准确凯发体育唯一官网。 误差的来源有系统误差和测量误差凯发体育唯一官网。 系统误差是建模不准确所带来的误差，我们所建立的数学模型与实际的电机不可能完全相同凯发体育唯一官网，会存在建模误差； 观测器的输入与真实输入的误差凯发体育唯一官网，观测器的输入是通过测量得来，会存在测量误差。
为了解决上述问题，我们对状态观测器增加反馈，通过反馈来不断的修正状态观测器的输出，使状态观测器尽可能的接近真实电机，如下图所示：
从上述分析，我们对状态观测器增加反馈，通过反馈来不断的修正观测器的输出凯发体育唯一官网，使观测器尽可能的接近真实电机，反馈方式与修正方式的不同产生了不同种类的观测器。
滑膜观测器的修正方式：滑膜观测器的修正方式是为建立的数学模型引入了一个修正值z凯发体育唯一官网，通过反馈来不断的计算修正值z凯发体育唯一官网，使电机数学模型无限的接近真实电机，就算外部突发干扰也能通过修正值z快速的修正状态。如果真实系统是一条曲线，SMO观测器就是围绕这条曲线来回滑动的线条凯发体育唯一官网，滑膜的名字即源于这种特性。
滑膜观测器的反馈方式：滑膜观测器的反馈方式即修正值z的计算方式，滑膜观测器的输出减去真实电机的输出，如果误差大于0凯发体育唯一官网，给数学模型加上修正值z；如果误差小于0，给数学模型减去修正值z，也即滑膜控制规律是基于符号函数 sign(x)进行设计凯发体育唯一官网。
上图为PMSM基于滑膜观测器的无感控制整体框图凯发体育唯一官网，为了后续模型生成代码进行工程实现，本示例将控制算法部分单独建模凯发体育唯一官网凯发体育唯一官网，通过调用控制算法模型进行PMSM的控制。
为了后续模型生成代码加载到底层进行工程实现，本示例建立了三个不同时间的调度任务。
10ms任务：用于电机控制模式的切换凯发体育唯一官网，本示例采用经典的三段式启动方式凯发体育唯一官网，即转子预定位、IF开环启动凯发体育唯一官网、开环切闭环进行无感控制。
速度环控制：相较于电流环速度环对实时性要求不高，带宽一般为电流环带宽的1/20，本示例将速度环设置为2ms任务。
电流环控制：电流环对实时性要求高，带宽高时间设置为FOC的执行时间20KHz。
设置转子预定位持续时间500ms；500ms后切换为IF开环控制；如果IF开环启动时间大于1s且此时的速度大于900RPM，则切换到无感闭环控制。
本章节采用滑膜观测器SMO进行了永磁同步电机的无感控制，首先介绍了状态观测器的原理，然后分析了滑膜观测器的原理设计了传统低阶滑膜观测器，并针对传统滑膜观测器存在“抖振”的问题，对建立的传统滑膜观测器进行改进，采用电控届经典资料AN1078的滑膜观测器改进方案进行控制，最后通过Matlab/ Simulink采用传统的三段式启动方法对该方案进行仿真分析。
下一篇：永磁同步电机流频比I/F控制原理及Matlab/Simulink仿真分析
永磁同步电机工作原理 永磁同步电机是一种基于磁场相互作用而工作的电机。其工作原理是通过将永磁体和线圈放置在电机的转子和定子上凯发体育唯一官网，利用永磁体产生的恒定磁场与线圈中流动的交流电产生的磁场相互作用，使得转子开始旋转凯发体育唯一官网。 具体来说，永磁同步电机的定子中有一组绕组凯发体育唯一官网，当通入三相交流电时凯发体育唯一官网，就会产生一个旋转磁场凯发体育唯一官网。转子中有永磁体，其磁场与定子中的旋转磁场相互作用，使得转子开始旋转凯发体育唯一官网。转子上的永磁体磁场产生一个恒定的磁极，而定子中的绕组则产生一个旋转的磁场凯发体育唯一官网，这两个磁场相互作用形成一个旋转的磁场，从而带动转子旋转凯发体育唯一官网。 在运行中凯发体育唯一官网，永磁同步电机的转速与电源频率、永磁体的磁场强度和定子绕组的极对数等因素有关。通过控制这些因素，可以实现对永磁同步电
无刷直流电机（BLDC）和永磁同步电机（PMSM) 是现代电动机领域两种广泛应用的电机类型。虽然它们在很多方面相似，但它们之间依然存在一些重要的区别凯发体育唯一官网。本文将从以下几个方面对这两种电机进行详尽、详实和细致的比较。 一、原理与结构 1.1 无刷直流电机： 无刷直流电机基于轴端的磁势相通形成的旋转磁场，通过感应极同步进行换相，以驱动转子运动。其结构由永磁体形成的转子、线圈包裹的定子和位置传感器组成。通过改变电流的方向和大小，可以控制转子运动。 1.2 永磁同步电机： 永磁同步电机基于定子和转子磁势相互作用，产生转矩以驱动转子运动凯发体育唯一官网。转子通过永磁体产生旋转磁场，而定子中的线圈产生激磁磁场。两个磁场相互作用使得转子运动。永磁同步电机的结构类似
纯电动汽车上经常会看到配备异步感应电机和永磁同步电机的车型。那这两种电机技术有什么优缺点呢？随着小星通过蔚来ES6车型和蔚来汽车发布的相关专利来聊一聊吧。 ↑动力电机能量传输示意图 动力电机的能量传输过程包括：能量储存系统的直流电能凯发体育唯一官网，在动力控制系统的功率控制下将直流电转换成交流电提供给电动机单元，电动机单元内的转子在交流电所产生的磁场的作用下旋转，从而将电能转变成机械转动力，通过输出轴将该转动力输出至变速箱单元，变速箱单元通过其内部的各齿轮机构的配合使该转动减速，并经过差速齿轮的调整后凯发体育唯一官网，输出至车轮的半轴凯发体育唯一官网。 ↑异步感应电机（右）和永磁同步电机（左）内部结构 从异步感应电机和永磁同步电机的内部结构就可以很明显区分两种电机技术凯发体育唯一官网。
这两种有什么优缺点呢？ /
前言 做永磁同步电机控制绕不开FOC，本章节主要介绍FOC控制的基本原理、坐标变换以及永磁同步电机在同步旋转坐标系下的数学模型，并通过Matlab/Simulink进行永磁同步电机FOC控制算法的仿真分析。 一、FOC的基本原理 磁场定向控制（Field-Oriented Control，FOC）系统的基本思想是：通过坐标变换，在按转子磁场定向同步旋转坐标系中，得到等效的直流电动机模型，仿照直流电动机的控制方法控制电磁转矩与磁链凯发体育唯一官网，然后将转子磁链定向坐标系中的控制量反变换得到三相坐标系的对应量凯发体育唯一官网，以实施控制，具体流程如下图所示： FOC最重要的原则是：按转子磁场定向，即保持转子磁链旋转矢量始终与dq坐标系下的d轴重合，q轴正交
的基本原理及Matlab/Simulink仿真分析 /
基本原理 /
(寇宝泉凯发体育唯一官网凯发体育唯一官网，程树康编著)
DTC 技术
（FOC）
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