全速域永磁无感控制初始位置辨识+IF切滑模分解解析-降q轴电流进行IF切换观测器处理
引言：初始位置辨识（预定位或其它方式）+IF强拖切基波观测器模型法是永磁全速域无感控制的常见方案，接下来几期文章可以一起学习一下这部分的内容。一、背景在无感控制中，低速区域采用IF控制将电机转速强拖到一定速度时再切换到观测器，这是常见的全速域无感控制实现的方式。IF控制时的功角是一个较小的值，速度电流双闭环时的功角为90°，如果功角瞬间发生变化，电磁转矩产生突变，会引起转矩冲击和转速震荡，同时电流的变化率急剧增加，严重的会造成电机失步或者变频器过流保护。另一方面，在开环启动过程中，电流的d轴分量很大，这造成了d轴磁场的饱和效应，使得基于反电势积分的无位置传感器算法估算得到的转子位置有一定误差，而不能直接使用。因此，研究切换过程的目的在于使转矩、转速和电流的过渡过程平顺无冲击，并能够保证从空载到额定负载的不同负载条件下，切换过程能够顺利实施。二、传统的权重函数切换存在的问题这种方法的机理是把代入坐标变换的同步角从虚拟坐标系逐渐过渡到真实转子dq坐标系，人为主动的模拟了一个缓慢的变化过程，以保证过渡过程的平顺。但是在过渡过程中，电流幅值保持不变，电磁转矩将逐渐增大，这会使电机在这个过程中加速。当切入速度闭环后，仍然会产生速度突变。三、降q轴电流进行IF切换观测器处理由上述分析可知，切换过程的实质就是功角从一个很小的值逐渐增加到90°的过程。如果过渡过程设计的不合理，有可能导致控制策略切换失败、电机失步。 图2 理想的控制策略切换前的准备状态 传统的切换策略是逐步调整IF控制中虚拟同步坐标系的给定角度，但受到“转矩-功角自平衡”原理的影响，会造成虚拟同步坐标系永远“追不上”实际的转子同步坐标系的情况。通过分析可知，IF控制中的q轴给定电流对功角有重要影响。通过调整给定的q轴电流幅值，可以间接地调整功角的大小。 通过调整q轴电流给定实现理想的切换准备状态，如图（3）所示： 四、仿真建模及波形分析 速度环的启用和初值赋值：当trigger为1的时候，启用速度环，且其初值为q轴给定经过线性递减的最终值。 0.3秒之前，IF控制策略起作用；在0.3到0.9秒之间进行降q轴电流的处理，当达到切换的条件时，控制策略切换成基于滑模观测器的双闭环无感矢量控制。 五、问题讨论在实际使用过程中，IF切观测器是如何进行辅助处理的？空载和带载的工况下，辅助处理是否一致？来源：浅谈电机控制
