本帖主要是利用之前的數學模型，來搭建無位置傳感器仿真模塊，并結合矢量控制模型完成電機控制的仿真,如圖1的a)所示。仿真模型基于id=0控制策略，采用轉速電流雙閉環的方式進行控制，可以使用有位置和無位置傳感器的方式分別進行控制。對于采用滑模觀測器+反正切的方法使用圖中的b)圖，對于采用軟件鎖相環的滑模觀測器使用c)圖。

a)

b)

c)

圖1

電機的參數如下表所示

搭建好模型后，開始對模型進行仿真，這里，穩態時給定的轉速為600 r/min，拖動轉矩給定為-20N?m，采用反正切的無位置傳感器方式，仿真得到電機實際轉速和估計轉速如圖3-16所示，它們之間的誤差值如圖3-17所示。轉子位置和估計的轉子位置如圖3-18所示，它們之間的誤差如圖3-19所示。

從圖中可以看出，轉速可以較快地跟隨給定轉速，估計轉速與電機實際轉速的誤差也比較小，基于反正切的滑模觀測器可以準確的估計出位置角，位置誤差是在切換時產生的，剩余時刻誤差幾乎為0。穩態時滑模觀測器估計出的反電動勢信號如圖3-20所示，從圖中可以看出，波形的正弦度比較好，這保證了反正切計算出的位置角和轉速值的準確性。

電機的三相定子電流如圖3-21所示，從圖中可以看出波形正弦度比較好，dq軸反饋電流波形如圖3-22所示，由此可以看出，d軸電流基本上穩定在零附近，q軸電流穩定在-19A附近，為負值。這個是由參考電流的方向決定的，我們的電機工作在發電機狀態，所以q軸電流為負。q軸電流的大小與三相電流的幅值是一樣的，這與我們使用id=0控制策略是相關的。

使用同步坐標系下的滑模觀測器和軟件鎖相環，重新進行仿真，得到電機實際轉速和估計轉速如圖3-23所示，實際轉速與估計轉速的誤差如圖3-24所示。從圖中可以看出，轉速的誤差在電機啟動時有點大，但經過短暫的調整之后誤差變得比較小。相對于反正切的算法來說，轉速平穩的響應時間要長一點。

同步坐標系下的算法估計出的位置角與實際的轉子位置角的波形圖如圖3-25所示，它們之間的誤差如圖3-26所示。從圖中可以看出估計的位置角和實際的位置角基本重合。跟反正切的算法相比，初始位置誤差比較大，但是穩態時不會出現反正切在切換時產生的誤差，同步坐標系下的算法效果要更好。圖3-27是同步坐標系下滑模觀測器估計出來的反電動勢和的波形圖，從圖中可以看出，反電動勢分量從開始有些波動，然后較快地穩定成誤差較小的直流量。

總結

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