2018年第37卷第11期
传感器与微系统（Transducer and Microsystem Technologies）
99
D0I:10.13873/J.10009787(2018)11-009904
PMSM无传感器模型参考模糊自适应系统
张相胜，田佳文，刘敏杰，潘丰
（轻工过程先进控制教育部重点实验室江南大学，江苏无锡214122
摘要：传统自适应系统的永磁同步电机（PMSM)矢量控制系统在运行工况改变时，系统的对象参数、数学模型随之改变，使得系统在实际应用时产生较大误差。为此，提出一种不依靠参数的双级式模糊自适应系统。以定子电流作为参考模型，根据相关度分别计算两级控制器的增益系数。仿真和实验结果表明：与
传统算法比较，提出的算法鲁棒性更强，动、稳态性能显著提高。关键词：无传感器；模型参考自适应；模糊控制；永磁同步电机
中图分类号：TM341
文献标识码：A
文章编号：1000-9787(2018)11-0099-04
Sensorless of PMSM with model reference fuzzy
adaptive system*
ZHANG Xiang-sheng, TIAN Jia-wen, LIU Min-jie, PAN Feng
( Key Laboratory of Advanced Process Control for Light Industry, Ministry of Education,
Jiangnan University,Wuxi 214122,China)
Abstract: When the operating conditions of the permanent magnet synchronous motors ( PMSM) vector control system based on traditional adaptive system change, the object parameters and the mathematical model for the system will also change, which makes the system have a big error in the practical application. Aiming at this problem, a two-level fuzzy adaptive system that does not depend on parameters is proposed. The method uses the stator current as a reference model, and gain coefficients of the two-stage controller are respectively calculated according to the correlations. Simulation and experimental results show that the proposed algorithm is more robust, and its dynamic and steady-state performance are significantly improved.
Keywords : sensorless ; model reference adaptive ;fuzzy control ;permanent magnet synchronous motors ( PMSM)
0引言
传统的基于模型参考自适应的永磁同步电机（perma nent magnet synchronousmotors，PMSM）矢量控制系统在转子的转速、位置观测以及参数辨识中都具有较好性能[1.2]。但系统仍然存在强烈依靠观测器的缺点，当电机参数或者工况发生改变，系统模型也会随之变化，难以实现最佳性能。文献[3]提出一种定子电阻观测器以弥补不足，但该方法会影响系统响应速度。
模糊逻辑算法具有不依赖参数的特点，将其与模型参考自适应系统相结合，能够从根本上解决传统算法存在的参数依赖问题[4-]。文献[4]提出一种将二阶滑膜与模型参考自适应系统（model referenceadaptive system，MRAS）相结合的电机转速测量方法，该方法能有效克服系统中的电流谐波影响，但二阶滑膜结构使得系统复杂度提升，运算量加大。相较而言，模糊系统结构简单，计算量小，文献[5]
收稿日期：2017-10-23
*基金项目：国家自然科学基金资助项目（61273131）
提出一种将多状态统一输人的模型参考模糊自适应控制方法，该方法实现了降低系统运算量的功能，但其控制器共有七个逻辑子集，模糊蕴涵关系过于复杂，大幅降低了隶属度函数的校验成功率。
本文提出一种基于定子电流模型的双极式模糊逻辑控制系统，利用模糊逻辑单元替换传统模型参考自适应系统结构中的比例-积分（proportional-intergral，PI）调节器，能够有效降低系统参数的耦合性，提高转子转速跟踪能力，且优异的自适应能力使其在工况改变时也能有效减小转速误差。
模型参考自适应系统机理分析 1
模型参考自适应系统可精确测量定子d轴电流和转
子转速，该系统包含参考模型和调模型两部分。参考模型用来描述被控对象的已知定量值，可调模型作为模糊自适应机构用于根据给定值产生期望输出。参考模型的已知