摘要：为了实现永磁同步电机无位置传感器控制，设计了一种基于线性自抗扰控制（LADRC）策略的永磁同步电机无位置传感器矢量控制方案。所设计的q轴电流环线性自抗扰控制器不但可以实现对永磁同步电机位置、转速的在线估算也可以对q轴电流的实现精确的闭环控制。与传统自抗扰控制器相比较，线性自抗扰控制策略简化了算法结构，减小了参数调整的难度，更易于工程化的应用实现。在MATLAB/Simulink中构建基于线性自抗扰控制策略的永磁同步电机无位置传感器矢量系统并进行实验仿真，仿真结果表明所设计的线性自抗扰控制器可以有效的估算电机位置、转速并实现电流的闭环控制。其中转速最小估算误差小于2r/min，电机转子位置估算误差小于0.06 rad，仿真实验验证了线性自抗扰控制策略在永磁同步电机无位置传感器系统中应用的有效性。

　　关键词：永磁同步电机；线性自抗扰控制；无位置传感器；闭环控制

　　0引言

　　永磁同步电机以其结构简单、功率密度高、可靠性强等优点被广泛应用在国防、汽车、工业、农业生产等各领域。为了实现永磁同步电机高性能矢量控制，必须精准的检测电机转子位置[1-3]。传统的电机位置、速度检测常采用光电编码器、旋转变压器等传感器来检测，这类传感器设备不仅增加了系统硬件成本，在高温、高湿等恶劣环境下，还会影响传感器的可靠性[4-5]。为了克服位置传感器的这些缺点，无位置传感器控制技术得到了越来越广泛的关注。另外对于电机电流、转速的闭环控制，常用的控制策略为PID控制。由于PID控制器具备结构简单，鲁棒性良好以及不需依赖被控对象的数学模型的优点而被广泛应用[1]。然而，PID控制器控制目标与零初始状态控制量的偏差常会使初始控制量太大，进而出现被控量控制超调现象，是PID算法的缺点之一[6-8]。自抗扰控制器（Active Disturbance Rejection Control，ADRC）继承了传统PID控制器的优点，并将抗扰技术融入其中，因此不少研究工作者将其应用到永磁同步电机或感应电机的控制中。邵立伟等[9]研究了自抗扰控制理论在永磁同步电机矢量控制中的应用，但该应用未考虑到电机驱动系统存在突变负载对控制精度的影响。清华大学梁艳等[10]将自抗扰控制理论用于永磁同步电机的精准运动控制中，提出了高性能运动场合下所需的的自抗扰控制策略。文献[11]将自抗扰控制理论引入到工业缝纫机控制系统中，取代了传统的PID算法，提高了系统的控制性能。文献[12]提出了基于自抗扰控制器的永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统，利用自抗扰控制理论实现了永磁同步电机全速度范围的无速度传感器控制，且系统具备强鲁棒性及高精度转速估计等特点。

　　尽管自抗扰控制策略相较于传统的PID控制有明显的优势，但需要整定控制参数较多，参数的整定难度较大[13-14]，为此高志强等[15]提出了线性自抗扰控制器方案，简化了自抗扰控制器控制率、状态观测器的结构，降低了控制参数的整定难度，便于工程化实现。

　　为了便于将自抗扰控制策略应用到永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统中，本文基于线性自抗扰控制理论设计了永磁同步电机无速度传感器自抗扰控制方案，其中包括电机转子位置观测器、电流闭环控制器的设计。仿真结果表明该方法能够有效实现电机转子位置估算及q轴电流的闭环控制，实现永磁同步电机无位置传感器的矢量控制。

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