【电机仿真】HFI算法正弦波脉振高频电压信号注入观测器-无位置传感器算法

【电机仿真】HFI算法正弦波脉振高频电压信号注入观测器-无位置传感器算法

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/qq_42681425/article/details/136281353

无位置传感器控制技术是永磁同步电机（PMSM）控制领域的重要研究方向之一。其中，高频信号注入法（High Frequency Injection, HFI）是一种常用的无位置传感器控制方法。本文将介绍基于脉振高频电压注入的无位置传感器控制算法，并通过MATLAB仿真验证其有效性。

一、脉振高频电压注入法简介（注入在旋转坐标系的d轴）

通常，注入的高频信号有：

1. 旋转高频电压信号
2. 旋转高频电流信号
3. 脉振高频电压信号

1. 旋转高频电压（电流）注入法

是在两相静止坐标系中注入高频电压（电流）信号，检测电机中对应的电流（电压）响应来获取转子位置，该方法适用于具有固有凸极特性的内嵌式和内埋式永磁同步电动机。

2. 脉振高频电压注入法

则是在估计的两相旋转坐标系直轴上注入高频正弦电压信号，利用电感饱和现象制造有效的凸极特性来实现转子位置估计，因而可用于凸极率较小甚至是隐极式的表贴式永磁同步电机。

实际工况中，脉振高频电压注入法更具有普适性，可以应用于Ld=Lq、Ld不等于Lq的情况，因此为了解决实际问题，需要用脉振高频电压注入法。

二、高频注入理论

1. 永磁同步电机的高频模型

2. 估计坐标系

3. 上式联立得到

4. 在估计的两相旋转坐标区的直轴上注入高频余弦电压信号

5. 将4代入3可得

表达式含有估计误差，因此只要调节合适的高频注入值，使得5式为0，即可满足实际转子位置与估计转子位置相等。

6. PI调节器的输入量计算

7. 脉振高频电压注入法控制图——正弦波

8. 脉振高频电压注入法控制图——方波

三、高频注入MATLAB仿真——正弦波

1. Clark变换和Park变换

2. 旋转坐标系D轴注入高频信号

Ud注入高频余弦电压信号

3. HFI观测器

4. 实验现象

1. 目标转速与实际转速、观测转速

2. 目标位置与观测位置

3. 位置误差

4. 输入、输出负载转矩

5. 三相电流

四、高频注入MATLAB仿真——方波

五、总结

本文介绍了基于脉振高频电压注入的无位置传感器控制算法，并通过MATLAB仿真验证了其有效性。该方法具有较高的实用性和普适性，适用于各种类型的永磁同步电机。

本文原文来自CSDN