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研究者提出可容"犯错"的无速度传感器控制技术

发布时间： 2022-07-06

       作者：王昊昊

       无速度传感器控制技术已成为永磁同步电机（简称“PMSM”）驱动系统智能控制的主流研究趋势。然而，一旦某相电流传感器发生故障，系统会得到失准的电流信号，将导致无速度传感器矢量控制系统失效。

       为使PMSM系统更加高效、经济和安全运行，湖南科技大学信息与电气工程学院刘朝华教授团队与英国谢菲尔德大学自动控制与系统工程系H.-L Wei 教授合作，提出了基于电流传感器容错策略的PMSM无速度传感器控制技术，构建了基于二阶扩展状态观测器的电流传感器容错策略，当A-C两相电流传感器发生故障时，仅需使用B相电流即可成功估计出d-q分量的定子电流。

       在此基础上，研究人员进一步构建了双模型参考自适应观测器与误差校正反馈机制，实现了PMSM转子速度/位置的高精度估计。实验表明，他们所提出的控制方案及系统具有良好的动态性能和较好的容错性能，为PMSM的高可靠性无传感器矢量控制奠定了基础理论和技术支撑；所提出的二阶扩展状态观测器可以在仅使用B相电流传感器的前提下准确估计d-q轴电流，实现电流传感器故障发生时的容错，基于电流估计容错机制的PMSM无传感器控制具有很好的鲁棒性，能实现参数摄动下的高性能控制。

       近日，上述研究成果发表在《 IEEE/ASME Transactions on Mechatronics》上，湖南科技大学为第一单位，刘朝华为第一作者。

       该成果得到了《 IEEE/ASME Transactions on Mechatronics》5位同行审稿人和技术编辑的高度认可，他们都认为，该研究提出了一种新颖的基于二阶扩展状态观测器的电流估计方法，设计了仅需B相电流二阶扩展状态观测电流传感器容错机制的永磁同步电机多参数辨识与转速估计，构建的双模型参考自适应观测器对实现永磁同步电机速度和位置估计很有帮助，并在观测器的设计上做出主要贡献；提出的模型取得了很好的实验效果，具有很好的容错性能和动态控制性能。

       该研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、湖南省重点研发计划与湖湘青年英才计划的支持。

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