基于LPF改进的反电势观测器+锁相环PLL的永磁无感控制

导读：上期文章介绍的基于EMF+PLL的中高速永磁无感控制，其中决定转速和位置的估算精度的是反电势的获取。直接计算法很难保证反电势的估算精度，所以本期文章介绍一种基于LPF的改进型EMF观测器。

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一、基于LPF改进的EMF观测器

传统的EMF观测器的表达式为：

注：这里重点强调反电势的正负号，是因为后面的锁相环PLL的鉴相器需要考虑反电势输入的正负问题。

从上述公式推导可知，估计的电流与采样的电流作差得到e，再设计LPF的截止频率就完成了改进型EMF的设计。对比其它反电势观测器，改进型EMF结构简单易实现。

关于系统的稳定性分析，详细过程参考文献：

二、简述一阶低通滤波器LPF

一阶低通滤波器是一种选频装置，将一段信号的固定频率段给提取出来。所以设计LPF的重点就是确定这个截止频率，以确定提取的信号所在的频率范围之内。

LPF的实现过程：

三、Simulink仿真系统验证

从图（4）、（5）可知，在相同的仿真验证工况下：基于LPF改进的EMF永磁无感控制估计的转速和位置，相比较传统的方法，估计的转速和位置精度明显提升。

四、总结

基于LPF改进的EMF，本质上就是一个调节器，其输入是估计电流和实际采样电流的误差，然后经过PI调节，输出反电势。

此改进型的EMF观测器，需要调试的参数只有一个K，实际应用中调试方便。

来源：浅谈电机控制

永磁同步电机双矢量模型预测转矩控制MPTC

导读：本期文章主要介绍永磁同步电机双矢量模型预测转矩控制。由于传统直接转矩控制和单矢量的模型预测转矩控制转矩纹波较大，且在全速范围内的开关频率不固定，针对这一缺陷，引入双矢量MPTC。一、引言由于传统直接转矩控制和单矢量MPTC控制方法的转矩脉动比较大、稳态性能不是很理想，无论是转矩的脉动还是定子电流的正弦度都有待改善。与单矢量MPTC控制方法同理，双矢量直接转矩控制的基本原理是：在一个控制周期中使用一个有效电压矢量和一个零矢量进行组合，通过调节一个控制周期中有效电压矢量和零矢量的作用时间来减小转矩的脉动。有效电压矢量的作用在整个控制周期中所占比例被称为占空比，通过调节占空比的大小，可以等效的改变有效电压矢量的幅值。二、传统直接转矩控制DTC图（2-1）是永磁同步电机直接转矩控制系统框图。从控制原理上可知：DTC由于采用滞环比较器，只考虑误差的方向而没有顾及误差的大小，因此为了实现优良的稳态性能必须采用很高的采样率（通常不低于20kHZ）。另外还存在转矩纹波大、开关频率不固定等缺点。三、双矢量模型预测转矩控制MPTC图（3-1）是永磁同步电机模型预测转矩控制系统框图。为了解决单矢量MPTC和DTC存在的转矩纹波大和开关频率不固定的问题，引入占空比。在一个控制周期内通过增加一个零矢量来调节最优电压矢量的幅值来抑制转矩脉动。3.1占空比的计算四、仿真验证分别对DTC和双矢量MPTC控制系统进行建模分析，并在相同的仿真工况下进行对比分析。从图（4-3）和（4-4）可知：双矢量的MPTC相比较于传统的DTC和单矢量MPTC，转矩纹波明显减小，定子电流的谐波含量明显降低。来源：浅谈电机控制