应用于表贴式永磁同步电机转速环的复合PI无位置传感器

永磁同步电机因功率密度高、运行可靠等优点被广泛应用于诸多工业领域，在其控制算法中，PI控制因结构简单、算法易实现而占据主导地位。然而，永磁同步电机具有多变量、非线性、强耦合的特点，并且在其运行过程中，负载转矩实时变化，传统的PI控制技术已无法满足工业自动化对时变转速实时跟踪性和鲁棒性的要求。与此同时，转速闭环系统中，实际转速反馈大多通过对位置传感器检测的转子机械角度进行微分来间接获取。

该方法存在三大弊端：①使用位置传感器增大了电机体积，提高了成本;②复杂环境下位置传感器易出现故障，系统可靠性降低;③位置传感器检测的转子机械角度存在量化误差，使得对其微分得到的实际转速反馈存在测量噪声，影响闭环系统的跟踪性能。因此，需摒弃位置传感器的使用，增强闭环系统转速反馈的准确性。

为实现永磁同步电机高性能控制，其控制系统内的转速外环和电流内环均需对其相应指令实时跟踪，并且对外部干扰具备较强的鲁棒性。由于电流内环系统跟踪性能只与电机内部参数有关，与外部负载扰动无关，往往需通过精确数学模型计算输出电压给定即可达到良好的电流跟踪效果，因此实际工程应用中，电流环参数一旦确定，则适用于各种工况场合，参数无需二次调整。