Downloads
Download
基于MTPA的永磁同步磁阻电机控制策略研究. (2026). 环球科学与工程, 3(2), 71-81. https://doi.org/10.62836/gse.v3i2.1324
基于MTPA的永磁同步磁阻电机控制策略研究
代锦1,吴宇恒2,樊利康1,2
1. 富临精工股份有限公司,四川绵阳
2. 西华大学,四川成都
摘要:针对机器人电关节控制系统输出效率高、可靠性高、低成本的要求和现有控制技术的不足,本文对永磁同步磁阻电机控制策略进行研究,并提出改进方法:根据永磁同步磁阻电机的特性,确定基于MTPA的矢量控制,针对MTPA实时计算量大的缺点,设计一种基于线性插值查表法的MTPA控制策略,降低控制系统的计算成本;针对传统滑模观测器存在的高频抖振问题,采用光滑连续的sigmoid函数替代符号开关函数,并设计锁相环系统替代传统的反正切函数法,削弱滑模抖振对转子位置估计的影响,提高观测精度;针对传统滑模观测器在电机零低速时转子位置难以观测的缺点,采用三段式启动策略,实现电机在零低速时的控制。仿真和实验表明,本文设计的控制策略使得电机具有良好的带载能力、稳态性能、动态性能,验证了本文所研究的永磁同步磁阻电机控制策略的优越性、电机控制系统软硬件设计的合理性。
参考文献
[1] 徐俊,郭喆晨,王凯龙,等.具身智能机器人技术演进与未来展望[J].西安交通大学学报,2026:1-16.
[2] 王伟民,王小碧,徐人鹤,等.纯电动汽车热泵型整车热管理系统开发技术研究[J].汽车工程学报,2021,11(06):434-441.
[3] 曹恒佩,艾萌萌,王延波.永磁辅助同步磁阻电机研究现状及发展趋势[J].电工技术学报,2022,37(18):4575-4592.
[4] 程诗卿,黄海波,卢军,等.永磁同步电机矢量控制技术的研究与仿真[J].现代制造技术与装备,2023,59(04):1-3.
[5] 刘闰婵,杨洁.内置式永磁同步电动机MTPA控制策略研究[J].电工技术,2023(08):31-32+37.
[6] 刘国林.基于高频注入的永磁同步电机无传感器矢量控制系统研究[D].成都:西南交通大学,2011.
[7] Bolognani S, Peretti L, Zigliotto M J I T O P E. Online MTPA control strategy for DTC synchronous-reluctance-motor drives[J], 2010, 26(1): 20-28.
[8] 唐忠健.新能源汽车PMSM电机控制器研发[D].成都:西华大学,2021.
[9] 李刚.内置式PMSM无位置传感器矢量控制技术研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2012.
[10] 孟兵兵,于春来,郭昊昊,等.一种改进的内置式永磁同步电机最大转矩电流比控制方法[J].微电机,2021,54(12):71-76.
[11] 曾汉.永磁辅助同步磁阻电机参数辨识及无位置传感器控制[D].浙江:浙江大学,2023.
[12] 陈旭辉.永磁同步电机最大转矩电流比和超前角弱磁控制系统研究[D].沈阳:东北大学,2019.
[13] 满福达.永磁同步电机无位置传感器全速域控制研究[D].大庆:东北石油大学,2022.
[14] 宋梓同.基于滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制系统研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2023.
[15] Saleh K, Sumner M. Sensorless control of a PMSM drive post an open ci15rcuit failure based on 3D-SVPWM technique[J]. IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering, 2022 (7): 17.
[16] 仝兆景,郑权,韩耀飞,等.基于新滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制[J].电子科技,2021,34(12):1-6+41.
[17] Mbukani M W K, Gule N. Assessment of a PL-ASMO position/speed estimator for sensorless control of rotortied DFIG (RDFIG)[J]. The Journal of Engineering, 2023, 2023 (7).
[2] 王伟民,王小碧,徐人鹤,等.纯电动汽车热泵型整车热管理系统开发技术研究[J].汽车工程学报,2021,11(06):434-441.
[3] 曹恒佩,艾萌萌,王延波.永磁辅助同步磁阻电机研究现状及发展趋势[J].电工技术学报,2022,37(18):4575-4592.
[4] 程诗卿,黄海波,卢军,等.永磁同步电机矢量控制技术的研究与仿真[J].现代制造技术与装备,2023,59(04):1-3.
[5] 刘闰婵,杨洁.内置式永磁同步电动机MTPA控制策略研究[J].电工技术,2023(08):31-32+37.
[6] 刘国林.基于高频注入的永磁同步电机无传感器矢量控制系统研究[D].成都:西南交通大学,2011.
[7] Bolognani S, Peretti L, Zigliotto M J I T O P E. Online MTPA control strategy for DTC synchronous-reluctance-motor drives[J], 2010, 26(1): 20-28.
[8] 唐忠健.新能源汽车PMSM电机控制器研发[D].成都:西华大学,2021.
[9] 李刚.内置式PMSM无位置传感器矢量控制技术研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2012.
[10] 孟兵兵,于春来,郭昊昊,等.一种改进的内置式永磁同步电机最大转矩电流比控制方法[J].微电机,2021,54(12):71-76.
[11] 曾汉.永磁辅助同步磁阻电机参数辨识及无位置传感器控制[D].浙江:浙江大学,2023.
[12] 陈旭辉.永磁同步电机最大转矩电流比和超前角弱磁控制系统研究[D].沈阳:东北大学,2019.
[13] 满福达.永磁同步电机无位置传感器全速域控制研究[D].大庆:东北石油大学,2022.
[14] 宋梓同.基于滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制系统研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2023.
[15] Saleh K, Sumner M. Sensorless control of a PMSM drive post an open ci15rcuit failure based on 3D-SVPWM technique[J]. IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering, 2022 (7): 17.
[16] 仝兆景,郑权,韩耀飞,等.基于新滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制[J].电子科技,2021,34(12):1-6+41.
[17] Mbukani M W K, Gule N. Assessment of a PL-ASMO position/speed estimator for sensorless control of rotortied DFIG (RDFIG)[J]. The Journal of Engineering, 2023, 2023 (7).