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利用滑模观测器实现永磁同步电机的无传感器磁场定向控制
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永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）是电机控制应用的首选之一。由于使用永磁转 子，它还有较高的转矩与较小的外形尺寸，并且没有转子电流，这些方面均优于交流感应电机（AC Induction Motor，ACIM）。由于功率尺寸比很高，PMSM 可以帮助减小设计尺寸，同时不会损失转矩。得益于上述优势， PMSM 能够在各种可变频率驱动（Variable Frequency Drive，VFD）应用中使用。 磁场定向控制（Field Oriented Control，FOC）是控制基于 PMSM 的 VFD 的传统选择。FOC 将三相交流电机的相电 流和转子磁通角作为输入，为三相电压源逆变器生成换相模式，使得到的定子磁通与转子磁通形成特定角度，从而提 供最佳转矩和速度性能。FOC 主要通过将定子参考坐标系中的三相分量转换为转子磁通参考坐标系中的两个去耦分量 实现此目标：一个去耦分量用于控制电机中的总磁通，另一个去耦分量用于控制转矩。 从定子参考坐标系转换为转子参考坐标系需要准确了解转子磁通角。可通过使用适当的位置传感器（在有传感器 FOC 中）或位置估算器（在无传感器 FOC 中）获得转子磁通角。在无传感器 FOC 中，面临的挑战是实现一个能够抑制温 度、开关噪声和电磁噪声等干扰的稳定速度估算器。在存在未知信号和不确定性的情况下，滑模观测器是转子位置估 算器的一种绝佳选择。
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