通过基于查找表（LUT）的位置误差补偿实现参数鲁棒性的无传感器同步磁阻（SynRM）驱动，适用于非线性磁通观测器

《IEEE Transactions on Industrial Electronics》：Parameter Robustness Sensorless SynRM Drives via LUT-Driven Position Error Compensation for Nonlinear Flux Observer

同步 reluctance电机位置传感器无控制中非线性磁链观测器参数鲁棒性分析及补偿方法研究，提出基于坐标变换误差系统分析、相位 portrait收敛性验证及集中位置误差补偿策略，通过7.5kW SynRM平台实验验证。

　　

摘要：

本文研究了在无位置传感器的同步磁阻电机（SynRM）控制中应用非线性磁通观测器（NFO）时遇到的参数鲁棒性问题。NFO的非线性结构给参数鲁棒性分析带来了困难，过去仅通过仿真进行了研究。此外，SynRM的磁饱和特性加剧了参数不匹配的风险。这些因素对基于NFO的SynRM无传感器控制的稳定性构成了挑战。为了解决这一问题，本文详细阐述了一种专门用于参数鲁棒性分析和改进的方法。首先，对于基于电感查找表（LUT）的NFO，应用坐标变换对其误差系统进行分析，以评估参数不匹配的影响。然后，利用相位图对具有参数不匹配的误差系统的收敛性进行分析。考虑到参数不匹配对NFO的分布式影响，研究了集中式位置误差补偿的思想，以提高NFO的参数鲁棒性。通过估计估计的dq轴下的辅助磁通矢量，可以提取由参数不匹配引起的位置误差进行补偿。因此，开发了一种基于磁通观测器的位置误差估计器，以补偿由参数不匹配引起的位置误差。在7.5千瓦的SynRM平台上进行了对比实验，以验证所研究的算法。

引言

由于内部永磁同步电机（IPMSM）和同步磁阻电机（SynRM）的结构相似，它们具有几乎通用的数学模型。因此，在无位置传感器控制中，研究人员经常将它们结合起来进行观测器设计[1]、[24]、[25]、[26]、[27]、[28]、[29]。基于它们的数学模型，设计了许多观测器来实现无位置传感器控制[2]。然而，在低速时，有价值信号的信噪比显著降低，导致基于模型的位置估计容易失去持续的激励条件。换句话说，在低速时，速度和位置变得难以观测[3]。因此，这类驱动器广泛应用于风扇、压缩机和空气泵不需要在超低速下连续运行的场景中。尽管如此，许多研究仍致力于扩大基于模型方法的速度范围，尤其是在低速时[4]、[5]。实际上，估计器是否能在低速下可靠运行取决于位置估计的准确性。主要涉及的因素包括估计器是否全局稳定，以及参数不匹配是否显著影响估计器算法。