[发明专利]一种无刷直流电机的无位置传感器控制策略

权利要求书

1.一种无刷直流电机的无位置传感器控制策略，其特征在于步骤如下：

步骤1：以线电流为状态变量推导电机状态方程，设计滑模观测器的观测方程与观测误差方程；

步骤2：设计多阶滑模面与自适应趋近律，构成滑模控制律；计算滑模控制律获取线反电势的估计初值：

其中：c₁、c₂大于0，s＝[s_ab s_bc]^T，x表示线电流的观测误差，h₁满足v＝[v_ab v_bc]^T；

所述为引入了线电流观测误差的一阶导数项和积分项的多阶滑模面；

所述为在增益项中引入线电流观测误差及其一阶导数项的自适应趋近律，k₁、k₂、k₃＞0；

所述为自适应趋近律中使用一个变斜率饱和函数simgode(s)代替传统的开关函数sgn(s)，a＞0；

所述自适应趋近律中使用一个变斜率饱和函数simgode(s)代替传统的开关函数sgn(s)，其中a＞0；

步骤3：采用变参数卡尔曼滤波器对线反电势的估计初值进行滤波处理，得到线反电势的估计终值

步骤4：根据线反电势的估计终值确认转子位置并在检测到线反电势过零点后控制绕组换相，利用相邻线反电势过零点的间隔时间计算转速。

2.根据权利要求1所述无刷直流电机的无位置传感器控制策略，其特征在于：采用李雅普诺夫函数验证滑模控制律的稳定性。

3.根据权利要求1所述无刷直流电机的无位置传感器控制策略，其特征在于：所述变参数卡尔曼滤波器采用改进的线性卡尔曼滤波器，观测噪声的方差矩阵R的具体参数值由滑模运动中系统状态到滑模面的距离决定，表示为：

式中，r₁、r₂＞0。

4.根据权利要求1所述无刷直流电机的无位置传感器控制策略，其特征在于：所述步骤4的据线反电势的估计终值确认转子位置并在检测到线反电势过零点后控制绕组换相是：线反电势过零点与电机换相点一一对应，三项线反电势的正负组合将360°电角度分为6个扇区并且每个扇区内导通相是不变的；当检测到任意一项线反电势的过零点后，根据三项线反电势的正负即判断转子位置并按照下表所示的换相逻辑控制开关器件开通与关断，其中“-1”表示线反电势为负值，“1”表示线反电势为正值；

5.根据权利要求1所述无刷直流电机的无位置传感器控制策略，其特征在于：所述计算电机转速式中，n为转速，单位为r/min；T表示相邻线反电势过零点之间的时间，单位为秒。