永磁同步电机无速度算法--静态补偿电压模型Harnefors观测器

一、原理介绍

本文基于Harnefors教授提出的静态补偿电压模型，可以实现带载零速启动、正反转切换等功能，原理清晰，实现简便。

二、仿真模型

在MATLAB/simulink里面验证所提算法，搭建仿真。采用和实验中一致的控制周期1e-4，电机部分计算周期为1e-6。仿真模型如下所示：

仿真工况：电机零速启动，0s给定转速阶跃至200rpm，同时施加负载。

给定转速、实际转速和估计转速

估计转角与实际转角

仿真工况：电机零速启动，0s给定转速阶跃至500rpm，0.5s给定转速阶跃至2000rpm，1s施加负载。

给定转速、实际转速和估计转速

估计转角与实际转角

仿真工况：电机零速启动，0s给定转速阶跃至-200rpm。

给定转速、实际转速和估计转速

估计转角与实际转角

仿真工况：电机零速启动，0s给定转速阶跃至500rpm，0.5s给定转速阶跃至-500rpm。

给定转速、实际转速和估计转速

估计转角与实际转角

综上，可以看出静态补偿电压模型Harnefors观测器在带载启动、低速、正反转切换等工况均具有较好的性能，即使在动态过程中存在略微波动，也可以较为迅速的恢复稳定。并且原理清晰，代码实现较为容易。