2024年2月26日发(作者：世星瑶)
电机易犊蒯应用2021,48（
2）控制与应用技术I
EMCA永磁同步电机旋转变压器解码算法优化设计马利娇，贾欣&,陈少华（北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院，北京100192）摘要：针对旋转变压器解码电路误差对永磁同步电机（PMSM）转子位置检测精度的影响，深入分析了
解码电路工作
，基
度/速度观测器，
了
高精度快响应的旋转变压器信
方法。电路采用低电压运放MCA33202对旋变输出正弦和余弦信号进行解码，基于解码后的估算角度构建了单位反馈闭环系
，优化了解码电路关键器
，提高了
PMSM转子位置检测精度。通1台2.5
kW高速PMSM
了该的有效
。关键词：永磁同步电机；旋转变压器；观测器；解码电路；位置检测精度中图分类号：TM
341
文献标志码：A
文章编号：1673-6540（2021）02-0031-05doi：
1052177/emca.2020.187Optimal
Design
of
Resolver
Decoding
Algorithm
for
Permanent
Magnet
Synchronous
Motor
*
MA
Lijiao，
JIA
Xinyu，
CHEN
Shaohua(School
of
Instrument
Scienca
and
Opto-Electronica
Engineering，Beijing
Information
Scienca
&
Technology
University，Beijing
100192，China)Abstrach:
The
erroo
of
resolves
decoding
circuit
has
effect
on
the
rotoo
position
detection
accuracy
of
permanent
magnet
synchronous
motoe (
PMSM).
In
ordee
to
reducc
tie
inOuencc，the
principle
of
decoding
circuit
ir
analyzed.
A
decoding
circuit
with
the
advantaaes
of
high
precision
and
fast
response
is
proposed.
The
low
voVage
operationaV
amplifier
MCA33202
is
used
t。decode
the
sine and
cosine
signals
from
the
resolveo，and
the
unit
feedback
closed-
loop
system
is
constructed
based
on
the
estimated
angle
afteo
decoding.
The
key
devicc
parameters
of
the
decoding
circuit
are
optimized
and
the
rotor
position
detection
accuracy
of
PMSM
is
increased
by
the
proposed
method.
Findy，
the
effectiveness
and
feasibility
of
the
decoding
circuit
are
verified
by a
2.5
kW
high-speed
wordt:
permaneci
magnet
synchronout
motor
(
PMSM)
；
resolver
；
observer
；
decoding
circcit
；
position
detection
accuracy0引言永磁同步电机（PMSM）具有结构简单、控制
和无位置传感器[2]。其中，无位置传感器检测方
检测灵活，
误差
控制
：[3]，
工
电机转子 永磁
灵活、
度高
天、生
、
置高精度检测对
o
PMSM，
的[1]o
PMSM磁方
器
：
影响⑷，
、电码
速位置转子位检测，延长了电机起动时间「5]o
PMSM常用的位
控制精度的置
旋转变压器转子位置检测方
位置
器等）6-*。其中，
检测转子位置时具有收稿日期：2020-11-02；收到修改稿日期：2020-12-E4*基金项目：国家自然科学基金项目（62003047）；北京市委组织部骨干人才项目（2+103）
作者简介：马利娇（1995-），女,硕士研究生,研究方向为永磁电机控制’陈少华（1985-），男，博士,副教授，研究方向为高速电机控制、高效电力变换’（通信作者）—31
—
控制与应用技术I
EMCA，
低，
，检测精度受位置精度和工作
影响较大口°*
;光电码
高的检测的精度，但，电码
振动冲击易损坏〔⑴；旋转变
压器基于电磁
检测转子位置，
检测精度
高，可靠好
，因此 得到旋转变压器
检测电机转子位置时，需
解码电路将旋变输出的正弦和余弦信号解析，转子位置和电机转速。文献［13
*出了一
基于神经网络
转子位置角度的方法，提高了低速阶段转子位置
精度。近年来更多的学者关注于基于旋变解码电路的
〔⑷，文献［15
*基
字信号处理器（DSP），通转子位置正弦和余弦提高了角度
精度。
PMSM高精度的速度和位置角检测依赖于高精度
的旋转变压器
速的角度解码电路"⑺o骨
的解码集成芯片是AD2S1205，
转子位置
速度信息的
，解码效果好，
昂贵”*o本文深入分析旋转变压器及解码电路工作原，立解码电路传递函数，分析影响超调量、响
指标对应的电路
，基MATLAB仿真
电路设计。通
2.5
tW高速PMSM
了所
解码电路的
效
o1旋转变压器及解码电路原理旋转变压器由定子和转子2部分组成，其中
定子绕组
励磁绕组和交轴绕组，转子绕组包正弦输出绕组和余弦输入绕组。输出绕组
电动势分别为{［0C4
&•
44/tN!dDc"
（
1）ss
4
4.
44/tN!d=D
（
1）：/t为励磁信号频率;N为励磁绕组匝数；!d
为励磁磁通;"为励磁绕组轴线与余弦输出绕组
轴线的夹角。旋转变压器转子与定子
图如图1所示。将一路高频正弦信号作为激励源施加到定子
绕组，定子绕组会出现励磁电流，进而
立脉冲式
磁场，脉冲式磁场会在两路转子绕组中产生
〕
电动势，两路电动势的包络线幅值相等，相位相差
0*1。。两路反电动势
含转子位置信息和激励
信号信息。提取两路反电动势包络线可得到两路
—32
—电机与控剧应用2021，48（
2）图1旋转变压器转子与定子实物图正弦和余弦信号。理想的激励信
含高频脉冲的正弦信
余弦信号，如图(2所示。姜A
3赳磬
〃（10
ms/格）(（a）激励信号悭/A
〃（10
ms/格）(悭（b）正弦信号/A
3赳W〃（10
ms/格）（0）余弦信号图2理想的激励信号想的激励信号、输出正弦信号、余弦信号解
析式为{•S
4
sin（人t） 4
sin（/k-
sin
&
（
2）.8cos
4
Dn
（t
6
-
COS
&式中:#为转子位置角度。基于旋转变压器输出正弦和余弦信号构建观
测器
转子位置角'2转子位置观测器设计基于旋变工作
知，旋变输出正弦和余弦信
了激励信
转子位置信息，通信号解调，
转子位置和转速的
'旋变信号经AD采样后直接
正切变换后得到的转子位置信号存在阶跃性跳变,为此，
转子位置角度观测器
转子位置，
转子位置角度和转速的连续性平
，提高了检测精度，减
电札与披剧应用2021,48(
2)小了电机振动。基
度/速度观测器的转子位置
图如图3所示。图3基于角度/速度观测器的转子位置估算结构图的基于芯片的旋变解调电路
正余
弦
器、检器、积分电路、低通
电路。导转子位置
产生滞后,影响电机控制精度。(2
%
知:8so
sin(fkt)
-
sin
#8os
sm
(fkcos
&tan
#
(
3)可得：8sin#
=
arctan
8cos(
4)在估算转子位置角度时,将一个周期2!内
以每于为一个区间进行划分，可得不同区间内转
子位置角度估算公式如表1所示。表1不同区间内转子位置角度估算公式角度区间 计算公式0~才00
二
arctan-----88
os!0
飞0
二
arctan-----88os3!0
=
arctan8yn8s3!yp~T〜!0
=
arctan88s!〜5!0
=
arctan8yp~T8s5!3!0
=
arctan8.——2____40
z
arctan-----8os7!〜2!0
=
arctan-----8yp48
os通过AD实时高速检测8op和8os值,代入控制与应用技术I
EMCA公式，控制器需
正切函数，计速度较慢，
位置
误差,严影响了系
效率。为此,本文
的旋变解码电路基础上
度/速度观测器，
电机转子位置和速度的
，其观测器内部工作
如的旋变解析
的基础上串联PI控制器
分器，通
位
成
。传递函数为#(
s)
_
；1( 1
+；2S)0(s)~
s2
+K1
；2s
+；(5)根据闭环系统稳定性分析,可将式(5)化简为式中:$c为系统固有频率;%为阻尼系数。(5)和式(6)知：K12；2
4(7).
$c根据二阶系统稳定性可知,该系统只有一个
'
轴
的位置会影响振幅，
接近，对
响应影响越大;当，影响
。因此，通
置不同的,调
的响
定裕度。3仿真分析上述分析，基
MATLAB设计系统仿真。仿真
基于多组 分别
的上升、调
超调
指标。同
频 对
响定裕度的影响，
置如下:第1组
：$二500
ed/s,%
分别取
0.5、0.6、0.7(0.8；第
2
组
$c
Z
1
000
ed/s,同样地,%
分别取
0.5、0.6、
0.7、0.8o阶跃信号输入下,
响应如图5所示。—33
—
控制与应用技术I
EMCA电机与控剧应用2021,48(
2)图6
PMSM试验平台器链接，
测。为电机(PMSM1)，一通过示波器电流
电压平：为发电机(PMSM2),电机输出连接电阻作为系
o差分
为了
所提出方法的有效性,基
,电机转速为5
000
r/min时,分别对基
解耦方法的转子位置检测和基
度/速度观测器下转子位置检测
在
$=二500
Fd/s,%
分别取
0.5、0.6、0.7、0.8
线。图8所示为基
对比。图7所示为基于位置误差度/速度观测器下转子解耦方法的转子位置检测曲线
时对应的上升时间、超调
调
如表2所
力£
O表2不同参数下系统的关键动态响应指标%上
/ms超调/%调节时间/ms0.53.2216910.5610.510.60.70.83.684.234.9359.1526.78图5和表2可知，
％取值的增大，加上
大,超调
调小。％取值在04到0.8变化时，上
16.5%
,而超调量减小60%
,调节时间减小
25.9
%。当$=
=
1
000
Fd/s时，也有类似的结
论。
0.8的
对象的系统固有频率100
Fd/s$$1
500
Fd/s,
为
%z，
上
O、超调
调图7基于传统解耦方法的转子位置检测曲线和
位置误差曲线4
试验验证为了
上述分析,在仿真
的基础上，同试8.4。，
图7和图8可知，米用改进后的角度/速
度观测器后转子位置
15%,
40%
°响应速度提高30%以上。等条件下,基于额定
2.5
5W的PMSM
误差从10。降到平台，如图6所示。平台基于2台PMSM,通过联轴器和扭—34
—误差从2。降低到1.2X,减小
电札与披剧应用2021,48(
2)为了
所提出方
电机全转速
的效性，
了转速
误差采集
，作如下：
分别采集了电机转速在0〜5
000
r/min
转子位置
误差，每隔500
r/min检测不同转速下的转子位置
误差,图9基于传统解耦方法和基于角度/速度观测器下
转子位置估计误差曲线由图9可知，
电机转速的升高,2不法由
、电路
检测等影响，误差
！加，但基
度/速度观测器
转子位置时,误差增加更小，
转速的上升,误差接近线
加，因此
线
的方法补误差,
PMSM转子位置的高精度估
误差
。控制与应用技术I
EMCA5结语针对
解
PMSM转子位置时的
误差,本文在分析转子位置
解码电路工作
的基础上，
了 高精度快响应的旋转变压器角度/速度观测器法，
了解码电路器
，提高了
PMSM转子位置检测精度。
测器
误差随电机转速上升而增大，且误差和转速近似线性，
的
线线性误差
。本文所提出的观测器
加
的基础上，通高了角度
速度，该方
PMSM的控制
，
加成本，
，具的
值。【参考文献】:1
:王宏，于泳，徐殿国•永磁同步电动机位置伺服系:J]
•中国电机工程学报,2004,24(7)：151.:2
:王高林，张国强,贵献国，等.PMSM
位置传感器
控制
)J*
•中国电机工程学报,2012,32(
24)
"103.:3
:
平•基于高频信号注入法的PMSM无位置传器方法研究:D].西安：
工大学,2017.:4
:李洁,周波，
,•表
PMSM无位置传感器方法:J]
•中国电机工程学报,2016,36(9):2513.:5
:艾胜,程思为，肖飞，等.PMSM转子位置检测滤波
方法研究)J]
•电机与控制学报,2018,22(3)：66.:6
:李兵，
•基于旋转变压器的PMSM位置和速度检测方法:J]
•微特电机,2019,47(3)：40.:7
:
，朱晓宇，苗韵•一种基于旋变电机控制的正余弦乘法器设计[J]•电子与封装,2018,18(2)
：29.)8
]饶大伟，彭科容，杨雷•基于旋转变压器换向的无刷
伺服驱动控制研究[J]
•电子技术,2017,46(7)
：28.:9
:李红梅，王萍•面装式PMSM驱动系统无位置传感
器控制)J*
•电工技术学报，2016,31(增刊1)
：85.:10]王子辉，叶云岳•反电势算法的PMSM无位置传
器自启
)J]
•电机与控制学报,2011,15(
10)
：
36.)11]
GARCIA
R
C,
SUEMITSU
W
I,
PINTO
JO
measurement
of
angular
position
using
resolver
sensor
and
ADALITE
neuraV
networks
)
C
]
%
XI
Brazilian
Power
Electronics
Conference,
2011.(下转第44页)—35
—
控制与应用技术I
EMCA电机与控剧应用2021,48(
2)有较好动
，转矩/*
电流均能在牵引、制)J
].
IEEE
Transactions
on
Industrial
Applications,
较
转矩/励磁指令电流。
°【参考文献】2000,36(3)
:
817.)5
]
FREIJEDO
F
D,
VITAL
A,
YEPES
A
G,
ei
al.动过程中，电流和转子频率
变化，无Tuning
of synchronous
-frame
PI
curreni
controllerr
in
grid-connected
converterr
operating
at
a
low
sampling
rato
by
MIMO
rot
locus
)
J
].
IEEE
Transactions
on
Industial
Elecionics,2015,62(8)
:
5006.)1
]
MAITI
S,
CHAKRABORTY
C,
HORI
Y,
et
al.)6
]
JUNG
J,
NAM
K.
A
dynamic
decoupling
controescheme
for
high-speed
operation
of
induction
motorr
Model
reference
adaptive
controller-based
rotor
resistance
and
speed
estimation
techniquee
for
vector
controlled
induction
motor
drive
utilizing
reactive
)J
].
IEEE
Transactions
on
Industriae
Elecionics,
1999,46(1)
:
)
J
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ITEE
Transactions
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Electronics,2008,55(2)
:
594.:7
:赵雷廷，刁利军，张哲，等•低开关频率下异步电机
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:
3456.:2
:冯晓云•电力牵引交流传动及其控制系统:M].北
:高等
岀
，2009.:3
:田庆，侯晓军,张彩霞，等•复矢量电流调节器在牵
引永磁同步电机中的应用)J]
•机车电传动,2018
(
5)
:
38.[]齐丽英，王琛琛,周明磊，等.一＞种异步电机的电流
8
解耦
方法)J]
•电工
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:胡寿松•自动控制原理)M]
.4版.北京:科学岀版
)4
]
BRIT
F,
DEGNER
M
W,
LORENZ
R
D. Analysis
and
design
of
curreni
reeulatorr
using
complex
vectorr
,
2001.(上接第35页))12]
BERGAS-fANE
J,
FERRATER-SIMON
C,
GROSS
G,
d
aL
High-accuocy
all-digitae
resolver-to-digitae
)15]
YIM
C,
HA
I,
KO
M.
A
asolveoto-digital
conversion
method
for
fad tracking
)
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39(5):
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2012,
59(
1
)
:
326?)13]
SHI
X, WEI
B.
An
open-loop
digitd
solver
of
shaft
)16]
CARUSO
M,
DI
TOMMASO
A
O,
GENDUSO
F,
angee
based
on
DSP
)
J
].
WIT
Transactions on
eiae.
A
DSPtbased
aesoeeeatiotdogoiaetoneeaieaooa
high-performancc
electricaO
drive
applications
)
J
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IEEE
Taansatioonson
IndusiaoaeEetiaonots,
2016,
63(
7)
:
ation
and
Communication
Technologies,
2014,
：10.
2495/ICCT130131.)14]
ATTAITNESE
C,
TOMASSO
G.
Positionmeasurement
in
industrial
drives
by
means
of
low-cosi
:17]敖杰，刘永强•旋转变压器数字转换器AD2S1205
resolver-to-digitae
converter[
J
].
TEE
Transactions
on
Insirumeniaioon
and
Measuremeni,
2007,
56
(
6
)
:
2155.在电机转子位置检测中的应用:J]
•仪表技术与传
感器,2013(
5):25.［主要栏目］控制与应用技术・研究与设计•新能源汽车技术•故障诊断与保护新能源发电与局域电网测试技术与测控系统电力电子变流器技术•发电机组及其控制•电机生产及质量管理•材料与工艺•智能制造•
应实用技术成果—44
—
2024年2月26日发(作者：世星瑶)
电机易犊蒯应用2021,48（
2）控制与应用技术I
EMCA永磁同步电机旋转变压器解码算法优化设计马利娇，贾欣&,陈少华（北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院，北京100192）摘要：针对旋转变压器解码电路误差对永磁同步电机（PMSM）转子位置检测精度的影响，深入分析了
解码电路工作
，基
度/速度观测器，
了
高精度快响应的旋转变压器信
方法。电路采用低电压运放MCA33202对旋变输出正弦和余弦信号进行解码，基于解码后的估算角度构建了单位反馈闭环系
，优化了解码电路关键器
，提高了
PMSM转子位置检测精度。通1台2.5
kW高速PMSM
了该的有效
。关键词：永磁同步电机；旋转变压器；观测器；解码电路；位置检测精度中图分类号：TM
341
文献标志码：A
文章编号：1673-6540（2021）02-0031-05doi：
1052177/emca.2020.187Optimal
Design
of
Resolver
Decoding
Algorithm
for
Permanent
Magnet
Synchronous
Motor
*
MA
Lijiao，
JIA
Xinyu，
CHEN
Shaohua(School
of
Instrument
Scienca
and
Opto-Electronica
Engineering，Beijing
Information
Scienca
&
Technology
University，Beijing
100192，China)Abstrach:
The
erroo
of
resolves
decoding
circuit
has
effect
on
the
rotoo
position
detection
accuracy
of
permanent
magnet
synchronous
motoe (
PMSM).
In
ordee
to
reducc
tie
inOuencc，the
principle
of
decoding
circuit
ir
analyzed.
A
decoding
circuit
with
the
advantaaes
of
high
precision
and
fast
response
is
proposed.
The
low
voVage
operationaV
amplifier
MCA33202
is
used
t。decode
the
sine and
cosine
signals
from
the
resolveo，and
the
unit
feedback
closed-
loop
system
is
constructed
based
on
the
estimated
angle
afteo
decoding.
The
key
devicc
parameters
of
the
decoding
circuit
are
optimized
and
the
rotor
position
detection
accuracy
of
PMSM
is
increased
by
the
proposed
method.
Findy，
the
effectiveness
and
feasibility
of
the
decoding
circuit
are
verified
by a
2.5
kW
high-speed
wordt:
permaneci
magnet
synchronout
motor
(
PMSM)
；
resolver
；
observer
；
decoding
circcit
；
position
detection
accuracy0引言永磁同步电机（PMSM）具有结构简单、控制
和无位置传感器[2]。其中，无位置传感器检测方
检测灵活，
误差
控制
：[3]，
工
电机转子 永磁
灵活、
度高
天、生
、
置高精度检测对
o
PMSM，
的[1]o
PMSM磁方
器
：
影响⑷，
、电码
速位置转子位检测，延长了电机起动时间「5]o
PMSM常用的位
控制精度的置
旋转变压器转子位置检测方
位置
器等）6-*。其中，
检测转子位置时具有收稿日期：2020-11-02；收到修改稿日期：2020-12-E4*基金项目：国家自然科学基金项目（62003047）；北京市委组织部骨干人才项目（2+103）
作者简介：马利娇（1995-），女,硕士研究生,研究方向为永磁电机控制’陈少华（1985-），男，博士,副教授，研究方向为高速电机控制、高效电力变换’（通信作者）—31
—
控制与应用技术I
EMCA，
低，
，检测精度受位置精度和工作
影响较大口°*
;光电码
高的检测的精度，但，电码
振动冲击易损坏〔⑴；旋转变
压器基于电磁
检测转子位置，
检测精度
高，可靠好
，因此 得到旋转变压器
检测电机转子位置时，需
解码电路将旋变输出的正弦和余弦信号解析，转子位置和电机转速。文献［13
*出了一
基于神经网络
转子位置角度的方法，提高了低速阶段转子位置
精度。近年来更多的学者关注于基于旋变解码电路的
〔⑷，文献［15
*基
字信号处理器（DSP），通转子位置正弦和余弦提高了角度
精度。
PMSM高精度的速度和位置角检测依赖于高精度
的旋转变压器
速的角度解码电路"⑺o骨
的解码集成芯片是AD2S1205，
转子位置
速度信息的
，解码效果好，
昂贵”*o本文深入分析旋转变压器及解码电路工作原，立解码电路传递函数，分析影响超调量、响
指标对应的电路
，基MATLAB仿真
电路设计。通
2.5
tW高速PMSM
了所
解码电路的
效
o1旋转变压器及解码电路原理旋转变压器由定子和转子2部分组成，其中
定子绕组
励磁绕组和交轴绕组，转子绕组包正弦输出绕组和余弦输入绕组。输出绕组
电动势分别为{［0C4
&•
44/tN!dDc"
（
1）ss
4
4.
44/tN!d=D
（
1）：/t为励磁信号频率;N为励磁绕组匝数；!d
为励磁磁通;"为励磁绕组轴线与余弦输出绕组
轴线的夹角。旋转变压器转子与定子
图如图1所示。将一路高频正弦信号作为激励源施加到定子
绕组，定子绕组会出现励磁电流，进而
立脉冲式
磁场，脉冲式磁场会在两路转子绕组中产生
〕
电动势，两路电动势的包络线幅值相等，相位相差
0*1。。两路反电动势
含转子位置信息和激励
信号信息。提取两路反电动势包络线可得到两路
—32
—电机与控剧应用2021，48（
2）图1旋转变压器转子与定子实物图正弦和余弦信号。理想的激励信
含高频脉冲的正弦信
余弦信号，如图(2所示。姜A
3赳磬
〃（10
ms/格）(（a）激励信号悭/A
〃（10
ms/格）(悭（b）正弦信号/A
3赳W〃（10
ms/格）（0）余弦信号图2理想的激励信号想的激励信号、输出正弦信号、余弦信号解
析式为{•S
4
sin（人t） 4
sin（/k-
sin
&
（
2）.8cos
4
Dn
（t
6
-
COS
&式中:#为转子位置角度。基于旋转变压器输出正弦和余弦信号构建观
测器
转子位置角'2转子位置观测器设计基于旋变工作
知，旋变输出正弦和余弦信
了激励信
转子位置信息，通信号解调，
转子位置和转速的
'旋变信号经AD采样后直接
正切变换后得到的转子位置信号存在阶跃性跳变,为此，
转子位置角度观测器
转子位置，
转子位置角度和转速的连续性平
，提高了检测精度，减
电札与披剧应用2021,48(
2)小了电机振动。基
度/速度观测器的转子位置
图如图3所示。图3基于角度/速度观测器的转子位置估算结构图的基于芯片的旋变解调电路
正余
弦
器、检器、积分电路、低通
电路。导转子位置
产生滞后,影响电机控制精度。(2
%
知:8so
sin(fkt)
-
sin
#8os
sm
(fkcos
&tan
#
(
3)可得：8sin#
=
arctan
8cos(
4)在估算转子位置角度时,将一个周期2!内
以每于为一个区间进行划分，可得不同区间内转
子位置角度估算公式如表1所示。表1不同区间内转子位置角度估算公式角度区间 计算公式0~才00
二
arctan-----88
os!0
飞0
二
arctan-----88os3!0
=
arctan8yn8s3!yp~T〜!0
=
arctan88s!〜5!0
=
arctan8yp~T8s5!3!0
=
arctan8.——2____40
z
arctan-----8os7!〜2!0
=
arctan-----8yp48
os通过AD实时高速检测8op和8os值,代入控制与应用技术I
EMCA公式，控制器需
正切函数，计速度较慢，
位置
误差,严影响了系
效率。为此,本文
的旋变解码电路基础上
度/速度观测器，
电机转子位置和速度的
，其观测器内部工作
如的旋变解析
的基础上串联PI控制器
分器，通
位
成
。传递函数为#(
s)
_
；1( 1
+；2S)0(s)~
s2
+K1
；2s
+；(5)根据闭环系统稳定性分析,可将式(5)化简为式中:$c为系统固有频率;%为阻尼系数。(5)和式(6)知：K12；2
4(7).
$c根据二阶系统稳定性可知,该系统只有一个
'
轴
的位置会影响振幅，
接近，对
响应影响越大;当，影响
。因此，通
置不同的,调
的响
定裕度。3仿真分析上述分析，基
MATLAB设计系统仿真。仿真
基于多组 分别
的上升、调
超调
指标。同
频 对
响定裕度的影响，
置如下:第1组
：$二500
ed/s,%
分别取
0.5、0.6、0.7(0.8；第
2
组
$c
Z
1
000
ed/s,同样地,%
分别取
0.5、0.6、
0.7、0.8o阶跃信号输入下,
响应如图5所示。—33
—
控制与应用技术I
EMCA电机与控剧应用2021,48(
2)图6
PMSM试验平台器链接，
测。为电机(PMSM1)，一通过示波器电流
电压平：为发电机(PMSM2),电机输出连接电阻作为系
o差分
为了
所提出方法的有效性,基
,电机转速为5
000
r/min时,分别对基
解耦方法的转子位置检测和基
度/速度观测器下转子位置检测
在
$=二500
Fd/s,%
分别取
0.5、0.6、0.7、0.8
线。图8所示为基
对比。图7所示为基于位置误差度/速度观测器下转子解耦方法的转子位置检测曲线
时对应的上升时间、超调
调
如表2所
力£
O表2不同参数下系统的关键动态响应指标%上
/ms超调/%调节时间/ms0.53.2216910.5610.510.60.70.83.684.234.9359.1526.78图5和表2可知，
％取值的增大，加上
大,超调
调小。％取值在04到0.8变化时，上
16.5%
,而超调量减小60%
,调节时间减小
25.9
%。当$=
=
1
000
Fd/s时，也有类似的结
论。
0.8的
对象的系统固有频率100
Fd/s$$1
500
Fd/s,
为
%z，
上
O、超调
调图7基于传统解耦方法的转子位置检测曲线和
位置误差曲线4
试验验证为了
上述分析,在仿真
的基础上，同试8.4。，
图7和图8可知，米用改进后的角度/速
度观测器后转子位置
15%,
40%
°响应速度提高30%以上。等条件下,基于额定
2.5
5W的PMSM
误差从10。降到平台，如图6所示。平台基于2台PMSM,通过联轴器和扭—34
—误差从2。降低到1.2X,减小
电札与披剧应用2021,48(
2)为了
所提出方
电机全转速
的效性，
了转速
误差采集
，作如下：
分别采集了电机转速在0〜5
000
r/min
转子位置
误差，每隔500
r/min检测不同转速下的转子位置
误差,图9基于传统解耦方法和基于角度/速度观测器下
转子位置估计误差曲线由图9可知，
电机转速的升高,2不法由
、电路
检测等影响，误差
！加，但基
度/速度观测器
转子位置时,误差增加更小，
转速的上升,误差接近线
加，因此
线
的方法补误差,
PMSM转子位置的高精度估
误差
。控制与应用技术I
EMCA5结语针对
解
PMSM转子位置时的
误差,本文在分析转子位置
解码电路工作
的基础上，
了 高精度快响应的旋转变压器角度/速度观测器法，
了解码电路器
，提高了
PMSM转子位置检测精度。
测器
误差随电机转速上升而增大，且误差和转速近似线性，
的
线线性误差
。本文所提出的观测器
加
的基础上，通高了角度
速度，该方
PMSM的控制
，
加成本，
，具的
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