一种连续可导滑模切换函数的 PMSM 无传感控制

来源：机械与电子杂志2025年第12期北京时间：

作者：刘旺;王春梅;李秀;李佳鑫

单位：贵州师范大学机械与电气工程学院,贵州 贵阳 550025

摘要：为解决永磁同步电机无位置传感控制中传统滑模观测器易产生高频抖振与估算精度不高的问题,设计了一种基于改进型超螺旋算法的连续可导滑模观测器,并引入锁相环实现高精度的位置信号提取。该方法通过引入全程连续可导且具备饱和特性的切换函数,替代传统不连续符号函数,显著削弱了系统中的抖振现象,同时增强了系统对扰动的抑制能力。在 MATLAB / Simulink 环境下搭建完整控制仿真平台,对比双曲正切函数滑模结构与所提方法,结果表明:所提方法在转速跟踪响应中几乎无超调,扰动下恢复速度快,稳态误差显著减小;在位置估算方面误差峰值下降超过 60% ,曲线更加平滑贴合真实值;转矩波动幅度降低近一半,电流响应保持较高对称性与稳定性。上述结果验证了所提方法在动态性能、观测精度与系统鲁棒性方面较传统控制结构具有显著优势,为永磁同步电机在复杂工况下的高性能无位置传感控制提供了可靠的技术路径。

关键词：永磁同步电机;无位置传感控制;滑模观测器;超螺旋算法;锁相环;连续可导函数