永磁同步电机无速度算法--基于带相位补偿的鉴相重构锁相环的滑模观测器

一、原理介绍

采用基于带相位补偿的鉴相重构锁相环，解决了传统锁相环不能跟踪电机反转以及跟踪斜坡转速信号时有静差的问题。

二、仿真模型

在MATLAB/simulink里面验证所提算法，搭建仿真。采用和实验中一致的控制周期1e-4，电机部分计算周期为1e-6。仿真模型如下所示：

仿真工况：电机空载零速启动，0s阶跃给定转速-500rpm，0.5s开始加速至-1000rpm，0.7s施加额定负载。

将基于带相位补偿的鉴相重构锁相环与三角函数改进锁相环进行对比，基于带相位补偿的鉴相重构锁相环相当于在三角函数改进锁相环基础上增加了斜坡静差消除的功能，也就是相位补偿。三角函数改进锁相环在之前的博客里也有给出波形。

直接给出电机反转的波形吧。

2.1给定转速、实际转速和估计转速

2.2估计转角与实际转角

2.3估计转角与实际转角误差

由于增加了额外的相位补偿环节，导致估计转角波动略微变大，但是可以基本消除跟踪斜坡转速时的转角静差。参考文献也对整体参数选取进行了分析，其实在我实际搭建中，相位补偿环节的参数对整体稳定性影响并不大，改进锁相环的带宽与传统锁相环带宽取同样的值，相位补偿环节的增益可以在综合考虑转角波动和静差消除程度下选取。