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永磁同步电机无位置传感器控制技术研究综述 被引量:250
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作者 刘计龙 肖飞 +2 位作者 沈洋 麦志勤 李超然 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第16期76-88,共13页
永磁同步电机具有功率密度高、转矩惯量比大、动态响应速度快的优点,在大功率交流传动领域具有明显的优势。对永磁同步电机的高性能控制依赖于精确的转子位置信息,然而通常使用的光电编码器和旋转变压器等机械式位置传感器成本高、体积... 永磁同步电机具有功率密度高、转矩惯量比大、动态响应速度快的优点,在大功率交流传动领域具有明显的优势。对永磁同步电机的高性能控制依赖于精确的转子位置信息,然而通常使用的光电编码器和旋转变压器等机械式位置传感器成本高、体积大、抗干扰能力差,限制了永磁同步电机的推广应用,无位置传感器控制技术是解决这一问题的重要途径。本文对永磁同步电机的无位置传感器控制技术进行了综述,从转子初始位置检测、低速与零速运行控制、中高速运行控制和全转速范围运行控制四个方面对永磁同步电机无位置传感器控制技术进行了深入阐述和对比分析。最后,对永磁同步电机无位置传感器控制技术的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无位置传感器 转子位置检测 高频信号注入 滑模观测器
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无位置传感器无刷直流电机三闭环控制系统 被引量:16
2
作者 倪有源 陈浩 +1 位作者 何强 葛木明 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期62-69,共8页
为了减小无位置传感器无刷直流电机的转矩脉动,在传统的转速电流双闭环控制的基础上,增加了功率抑制闭环,构成三闭环控制系统,针对换相转矩脉动提出了分阶段控制策略,有效减小了电机换相转矩脉动和母线换相电流脉动。首先建立无位置传... 为了减小无位置传感器无刷直流电机的转矩脉动,在传统的转速电流双闭环控制的基础上,增加了功率抑制闭环,构成三闭环控制系统,针对换相转矩脉动提出了分阶段控制策略,有效减小了电机换相转矩脉动和母线换相电流脉动。首先建立无位置传感器无刷直流电机模型,给出功率抑制闭环的控制方法以及数学公式。然后建立三闭环控制模型,通过仿真结果验证了理论分析的结论。最后通过实验验证此控制策略可以将样机转矩抑制在额定转矩附近波动,无明显换相转矩脉动产生。结果表明,与传统的控制方法相比,提出的方法抑制换相转矩脉动的效果更佳。 展开更多
关键词 无位置传感器 无刷直流电机 三闭环控制方法 转矩脉动
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基于改进卡尔曼滤波的无速度传感器探究 被引量:13
3
作者 张海刚 聂圆圆 +3 位作者 张磊 王步来 叶银忠 万衡 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期3761-3769,共9页
永磁同步电动机PMSM的滑模观测器参数误差所造成的估算误差和反电动势中存在的高频纹波都会导致永磁电机的无速度传感器控制系统稳定状况变差。提出了一种在低通滤波的基础上添加卡尔曼滤波器环节的估算方法来消除高频纹波,在滑模观测... 永磁同步电动机PMSM的滑模观测器参数误差所造成的估算误差和反电动势中存在的高频纹波都会导致永磁电机的无速度传感器控制系统稳定状况变差。提出了一种在低通滤波的基础上添加卡尔曼滤波器环节的估算方法来消除高频纹波,在滑模观测器前端引入卡尔曼滤波器来消除高频纹波,使得永磁同步电机的控制系统具有更好的稳态效果和动态响应。搭建Matlab仿真平台对提出方法进行验证,仿真结果表明增加卡尔曼滤波后滑模观测器不仅鲁棒性强,而且在一定程度上抑制了抖振,提高了电机滑模控制系统的稳定性,系统快速性和动态性能也得到了改善。 展开更多
关键词 滑模观测器 永磁同步电机 无速度传感器 卡尔曼滤波器
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基于改进滑模观测器的PMSM无位置传感器的研究 被引量:13
4
作者 张润波 林荣文 高靖凯 《电气技术》 2016年第1期51-54,61,共5页
针对基于滑模观测器的永磁同步电动机的无位置传感器存在的抖振,对电动机在运行过程中对参数的依赖性高等问题,通过引进Sigmoid函数和建立滑模增益自适应来降低抖振,然后引进分数阶锁相环从反电动势中提取转速和转角信号,减小计算转角... 针对基于滑模观测器的永磁同步电动机的无位置传感器存在的抖振,对电动机在运行过程中对参数的依赖性高等问题,通过引进Sigmoid函数和建立滑模增益自适应来降低抖振,然后引进分数阶锁相环从反电动势中提取转速和转角信号,减小计算转角和转速方法的误差和复杂性,最后利用Matlab平台对提出方法进行验证,实验结果表明改进的滑模观测器不仅响应速度快,鲁棒性强,而且在一定程度上抑制了抖振,在动态性能和精度上与传统滑模观测器有一定提高。 展开更多
关键词 分数阶锁相环 SIGMOID函数 无位置传感器 PMSM
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无位置传感器的永磁同步电机控制技术综述 被引量:12
5
作者 阎宝君 刘健 +1 位作者 梁禹升 王世奇 《自动化与仪表》 2020年第10期83-87,91,共6页
永磁同步电机的运行依赖可靠的转子位置反馈,编码器和霍尔元件是典型常用的位置传感器。但硬件位置传感器会降低系统的可靠性和抗干扰性,增加系统体积和硬件成本。该文以电机转子位置检测为主线,从电机静止时初始转子位置检测、起动和... 永磁同步电机的运行依赖可靠的转子位置反馈,编码器和霍尔元件是典型常用的位置传感器。但硬件位置传感器会降低系统的可靠性和抗干扰性,增加系统体积和硬件成本。该文以电机转子位置检测为主线,从电机静止时初始转子位置检测、起动和低速运行、中高速以及全速度范围运行等控制方面,列举并重点分析了各种永磁同步电机的无位置传感器控制方法;对无位置传感器的永磁同步电机控制技术发展进行了展望,认为稳定启动、参数敏感性问题和平滑切换技术为研究和发展趋势。 展开更多
关键词 控制技术 转子位置检测 永磁同步电机 无位置传感器 信号注入 观测器
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一种改进的PMSM滑模变结构控制策略研究 被引量:9
6
作者 张海刚 胡添添 +3 位作者 王步来 万衡 徐兵 张东民 《电气传动》 北大核心 2019年第10期13-15,共3页
针对基于传统型滑模变结构控制的永磁同步电机(PMSM)存在抖振过大的问题,主要研究一种改进的滑模观测器,用于减弱抖振问题,构造一种双曲正切函数替代传统的开关函数的基础上,根据电机反电势计算出电机的转速以及位置信号。改进型滑模观... 针对基于传统型滑模变结构控制的永磁同步电机(PMSM)存在抖振过大的问题,主要研究一种改进的滑模观测器,用于减弱抖振问题,构造一种双曲正切函数替代传统的开关函数的基础上,根据电机反电势计算出电机的转速以及位置信号。改进型滑模观测器能有效地抑制传统型滑模观测器中的抖振过大问题,降低了系统干扰对转速及转子位置估计的影响,而且与传统滑模观测器相比,在动态性能和精度上都有所提高。最后搭建TI公司的TMS320F2812实验平台,验证了该算法的正确性及可行性。 展开更多
关键词 滑模观测器 永磁同步电机 无位置传感器 双曲正切函数
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永磁同步电机无位置传感器复合控制算法研究 被引量:7
7
作者 牛继高 张朋播 +3 位作者 王招君 张兵 徐春华 张凯 《微电机》 2021年第1期68-74,共7页
针对永磁同步电机无位置传感器控制技术在低速阶段存在额外损耗和位置估计延迟以及在中高速阶段存在对模型参数依赖较大的问题,提出一种全转速范围无位置传感器复合控制方法。采用高频注入法和自适应算法复合控制策略,利用加权算法实现... 针对永磁同步电机无位置传感器控制技术在低速阶段存在额外损耗和位置估计延迟以及在中高速阶段存在对模型参数依赖较大的问题,提出一种全转速范围无位置传感器复合控制方法。采用高频注入法和自适应算法复合控制策略,利用加权算法实现了两种算法之间的平滑切换,建立复合控制算法的数学模型,运用Matlab/Simulink进行仿真分析。分析结果证明,该复合控制算法能够快速准确地检测出转子位置,实现零低速与中高速的平滑切换,提高了系统的动态响应性能,具有动态调节速度快,鲁棒性好等优点。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无位置传感器 加权算法 高频信号注入
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电动压缩机智能控制系统 被引量:3
8
作者 钟民先 张淑艳 《微电机》 北大核心 2006年第6期63-66,共4页
深入研究了基于数据库的电动汽车空调无位置传感器无刷直流电机控制电路及其智能控制方法,基于该智能控制方法开发的一体化电动压缩机智能控制系统能够使无位置传感器无刷直流电机在电机额定2到3倍负载情况下平稳起动,稳态高效平稳运转。
关键词 电动空调 无位置 无刷直流电动机 三段式起动
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基于改进滑模观测器的PMSM无速度传感器 被引量:4
9
作者 张海刚 张磊 +3 位作者 王步来 叶银忠 万衡 杨明来 《微电机》 2017年第11期55-59,共5页
针对基于滑模观测器的永磁同步电动机的无位置传感器存在的抖振问题,采用了饱和函数替代开关函数。通过引进饱和函数降低抖振,然后从反电动势中提取转速和转子位置信号,减小计算转角和转速的误差和复杂性,最后利用Matlab平台对提出方法... 针对基于滑模观测器的永磁同步电动机的无位置传感器存在的抖振问题,采用了饱和函数替代开关函数。通过引进饱和函数降低抖振,然后从反电动势中提取转速和转子位置信号,减小计算转角和转速的误差和复杂性,最后利用Matlab平台对提出方法进行验证,实验结果表明改进的滑模观测器不仅鲁棒性强,而且在一定程度上抑制了抖振,在动态性能和精度上与传统滑模观测器比较有一定提高。 展开更多
关键词 饱和函数 无位置传感器 永磁同步电机 滑模观测器
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基于无位置变载波频率的深海矢量推进电机控制方法
10
作者 黄小燕 刘亚兵 +2 位作者 谷宇杰 张强 王元奎 《水下无人系统学报》 2024年第4期757-764,共8页
为了提高矢量推进电机在深海探索中的稳定性与隐身性,文中以表贴式永磁同步电机为基础,结合周期扩频调制技术和改进型滑模观测器无位置控制技术,提出了基于无位置变载波频率的深海矢量推进电机控制方法。通过电机变载波频率、电机起动... 为了提高矢量推进电机在深海探索中的稳定性与隐身性,文中以表贴式永磁同步电机为基础,结合周期扩频调制技术和改进型滑模观测器无位置控制技术,提出了基于无位置变载波频率的深海矢量推进电机控制方法。通过电机变载波频率、电机起动变速和负载突变仿真实验,验证所提控制方法的控制效果,结果表明所研究控制方法转速估算准确,对转速有良好的动态跟踪性能,额定转速工况下转速估算误差率仅为0.32%,0.5倍额定转速工况下转速估算误差率仅为0.09%,且具有明显的高频谐波扩频抑制效果和良好的动态抗干扰性能。结合减少位置传感器带来的电机结构简化效果,文中提出的控制方法可有效降低深海矢量推进电机作业时的故障率,减少易被探测的高次固定频率谐波,提高了深海矢量推进电机的可靠性与隐身性,为深海UUV提供高效可靠的动力保障。 展开更多
关键词 矢量推进电机 滑模观测器 无位置 变载波频率 深海
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基于扩展状态观测器的永磁同步电机无位置传感器控制
11
作者 胡志远 《电工技术》 2024年第14期13-16,共4页
针对永磁同步电机无位置传感器控制系统,设计了一种带自抗扰功能的基于扩展状态观测器(Extended State Observer,ESO)的转子位置与转速观测器。利用自抗扰技术中ESO能精确估计扰动的能力,将包含转子位置和转速的反电动势项视为扰动,将... 针对永磁同步电机无位置传感器控制系统,设计了一种带自抗扰功能的基于扩展状态观测器(Extended State Observer,ESO)的转子位置与转速观测器。利用自抗扰技术中ESO能精确估计扰动的能力,将包含转子位置和转速的反电动势项视为扰动,将电压电流信号分别作为ESO的状态和输入,从而估计出反电动势,并在传统PI-QPLL的基础上设计了ESO-QPLL,将负载转矩变化和其他未建模动态视作扰动,提高了PLL的抗负载扰动性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 ESO 无位置传感器 抗负载扰动
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基于H_PWM-L_PWM调制的无感无刷直流电机转子位置的检测 被引量:2
12
作者 王宝忠 孙健涛 要丹 《电机与控制应用》 北大核心 2011年第7期59-63,共5页
无刷电机的控制需要准确检测到转子的位置,反电动势法是检测无位置传感器无刷直流电机转子位置的一种简单、有效的方法。采用二相导通星形三相六状态的控制模式,通过分析在H_PWM-L_PWM调制方式下不导通相的续流情况,提出了基于该调制方... 无刷电机的控制需要准确检测到转子的位置,反电动势法是检测无位置传感器无刷直流电机转子位置的一种简单、有效的方法。采用二相导通星形三相六状态的控制模式,通过分析在H_PWM-L_PWM调制方式下不导通相的续流情况,提出了基于该调制方式的反电动势检测方法。该反电动势检测法不需要检测三相绕组中点电压,所获得的是不导通相的两倍的反电动势。MATLAB仿真和试验结果证明,该检测方法具有良好的低速控制性能。 展开更多
关键词 无刷直流电机 无位置传感器 反电动势
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永磁同步电机无位置传感器控制研究 被引量:2
13
作者 张宇峰 高田 《自动化技术与应用》 2021年第10期22-25,共4页
位置传感器会增加电机控制系统的成本,降低系统的可靠性和性能,在无法安装位置传感器的电机调速场合或在恶劣环境中难以应用。论文针对永磁同步电机给出一种转子位置实时估计方法,利用反电势得到的位置特征点对转子位置进行估计,实现了... 位置传感器会增加电机控制系统的成本,降低系统的可靠性和性能,在无法安装位置传感器的电机调速场合或在恶劣环境中难以应用。论文针对永磁同步电机给出一种转子位置实时估计方法,利用反电势得到的位置特征点对转子位置进行估计,实现了无位置传感器永磁同步电机的空间矢量控制。实验结果表明,本文提出的估计算法可以实时估计转子位置和转速,采取该算法对无位置传感器永磁同步电机进行矢量控制,算法易于实现,实时性好,电机控制系统调速范围广、运行稳定。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无位置传感器 位置估计 空间矢量
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开关磁阻电机低速运行无位置传感器检测方法 被引量:1
14
作者 邵杰 邢振 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2023年第12期213-224,共12页
针对开关磁阻电机低速运行方法中的传统脉冲注入法只利用非导通相电流信息,存在导通区间受限和续流影响估计精度的问题。本文对低速控制策略与无位置检测原理进行研究,提出了一种双电流斩波限PWM滞环控制的三相电流斜率差值无位置传感... 针对开关磁阻电机低速运行方法中的传统脉冲注入法只利用非导通相电流信息,存在导通区间受限和续流影响估计精度的问题。本文对低速控制策略与无位置检测原理进行研究,提出了一种双电流斩波限PWM滞环控制的三相电流斜率差值无位置传感器检测方案。所提方案在导通区采用双斩波限PWM滞环控制,使导通区电流斩波次数增加,能够改善低速运行时的性能,并提高电流斜率差值的计算精度。与传统非导通相电流比较方法只利用非导通相信息相比,该方案增加了导通相电流计算。在计算导通相电流斜率差值后,与两非导通相形成三相电流斜率差值,从而估计电机的实时位置信息。以三相12/8结构的电机进行了相关仿真和实验验证,实验结果表明,该方案能够有效解决传统方法存在的导通区间固定和实时角度计算受续流影响的问题。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 低速方法 无位置传感器 双电流斩波限PWM滞环控制 电流斜率差值
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车载永磁同步电机无传感器控制综述 被引量:2
15
作者 谢成伟 吴静波 +1 位作者 王永巍 刘军杰 《自动化与仪表》 2021年第2期27-31,38,共6页
由于传统永磁同步电机(PMSM)系统的精确控制依赖于光电编码器和旋转变压器,而装有这些传感器会增加电机的成本和体积,降低可靠性,为此采用无传感器控制技术具有重要意义。介绍了目前相对成熟的PMSM无位置传感器控制策略;从零低速控制系... 由于传统永磁同步电机(PMSM)系统的精确控制依赖于光电编码器和旋转变压器,而装有这些传感器会增加电机的成本和体积,降低可靠性,为此采用无传感器控制技术具有重要意义。介绍了目前相对成熟的PMSM无位置传感器控制策略;从零低速控制系统、中高速控制系统这2个方面,着重论述了PMSM无位置传感器控制系统。最后,在该系统的发展方向上表达了作者的观点。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无位置传感器 车载 控制 综述
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无刷直流电动机在全电刹车系统中的应用 被引量:1
16
作者 逯九利 李玉忍 《微特电机》 北大核心 2005年第1期24-26,共3页
  提出了一种用无位置传感器的无刷直流电动机来作为电作动器的驱动电机的思想。除了具有一般无刷直流电动机的体积小、重量轻的优点,更增强了飞机的维护性与可靠性。在分析了各种电机性能的基础上,利用Matlab软件对无位置传感器的无...   提出了一种用无位置传感器的无刷直流电动机来作为电作动器的驱动电机的思想。除了具有一般无刷直流电动机的体积小、重量轻的优点,更增强了飞机的维护性与可靠性。在分析了各种电机性能的基础上,利用Matlab软件对无位置传感器的无刷直流电动机进行建模、仿真。仿真结果表明,系统能满足飞机刹车系统性能指标,具有较高的稳定性、鲁棒性、安全性,达到较高的刹车效率。 展开更多
关键词 无刷直流电动机 无位置传感器 电作动器 仿真
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永磁同步电机四电流矢量转子预定位技术研究
17
作者 麦志勤 刘计龙 肖飞 《船电技术》 2017年第3期40-44,共5页
由于机械式位置传感器成本高、体积大,永磁同步电机的无位置传感器控制技术逐渐成为研究热点。在永磁同步电机无位置传感器控制中,转子初始位置检测对电机启动非常重要。目前常用于检测转子初始位置的定子绕组电流比较法和高频信号注入... 由于机械式位置传感器成本高、体积大,永磁同步电机的无位置传感器控制技术逐渐成为研究热点。在永磁同步电机无位置传感器控制中,转子初始位置检测对电机启动非常重要。目前常用于检测转子初始位置的定子绕组电流比较法和高频信号注入法存在运算量大、对电流检测精度要求高、算法复杂等不足。针对这一问题,提出了一种四电流矢量转子预定位方法,该方法通过在永磁同步电机的定子中依次产生大小相等、方向固定的四个电流矢量,利用定子绕组电流与转子相互作用产生的电磁转矩,将转子拖动至设定位置实现转子预定位。通过分析转子的受力情况与运动方程,推算出实现转子预定位的电流幅值。最后,通过仿真对所提预定位策略进行了验证。 展开更多
关键词 永磁同步电机(PMSM) 无位置传感器 四电流矢量 转子预定位 转子初始位置
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永磁磁通切换电机的单位功率因数整流研究 被引量:1
18
作者 许泽刚 杨锟 谢少军 《电机与控制应用》 北大核心 2016年第12期18-23,30,共7页
永磁磁通切换电机是一种新型定子励磁型电机,在无刷直流发电领域具有潜在应用前景。为解决脉宽调制整流装置因加装位置传感器而带来的成本增加、系统运行可靠性下降等问题,采用单周期控制技术作为无位置传感器直流发电系统的基本控制策... 永磁磁通切换电机是一种新型定子励磁型电机,在无刷直流发电领域具有潜在应用前景。为解决脉宽调制整流装置因加装位置传感器而带来的成本增加、系统运行可靠性下降等问题,采用单周期控制技术作为无位置传感器直流发电系统的基本控制策略。针对传统单周期控制策略存在的反电动势与电枢电流基波相移问题,采用了一种基于双积分器注入虚拟滞后电流的改进控制策略,并详细推导了核心控制方程。结合简化小信号模型给出的电压开环传递函数,直接采用相位裕度分析法得到了电压控制器参数,较常用的根轨迹设计法更为直观、便捷。750 W样机的仿真与试验结果验证了分析方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 永磁磁通切换电机 无位置传感器 单周期控制
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磁通切换型无刷直流发电机的单周期控制研究 被引量:1
19
作者 许泽刚 谢少军 《微特电机》 2018年第4期53-57,61,共6页
混合励磁磁通切换电机(FSHM)是一种新型定子励磁型交流无刷电机。针对PWM整流装置因加装位置传感器而带来的成本增加、系统运行可靠性下降等问题,采用对频率、相位和电机参数变化不敏感的单周期控制技术作为无位置传感器直流发电系统的... 混合励磁磁通切换电机(FSHM)是一种新型定子励磁型交流无刷电机。针对PWM整流装置因加装位置传感器而带来的成本增加、系统运行可靠性下降等问题,采用对频率、相位和电机参数变化不敏感的单周期控制技术作为无位置传感器直流发电系统的基本控制策略,并给出了系统实现方案。在建立FSHM外电路等效数学模型的基础上,从控制系统稳定性和快速跟踪性能两方面探讨了将电机等效合成电感用作变换器储能电感的可行性;结合简化小信号模型给出的电压开环传递函数,采用符号化相位裕度分析了电压控制器参数的选取依据。最后通过仿真与实验验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 混合励磁 磁通切换 无位置传感器 单周期控制
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PMLSM无位置传感器检测技术的研究
20
作者 汪树东 崔建明 刘瑞英 《微特电机》 北大核心 2008年第10期13-15,共3页
详细讨论了永磁直线同步电机(PMLSM)基于模型参考自适应理论(MARS)无位置传感器的检测技术,在没有位置传感器的情况下检测PMLSM的位置、速度,消除了由位置传感器带来的误差,应用Popov超稳定性理论证明了该检测系统的稳定性。并用Matlab/... 详细讨论了永磁直线同步电机(PMLSM)基于模型参考自适应理论(MARS)无位置传感器的检测技术,在没有位置传感器的情况下检测PMLSM的位置、速度,消除了由位置传感器带来的误差,应用Popov超稳定性理论证明了该检测系统的稳定性。并用Matlab/Simulink软件对PMLSM的无位置矢量控制系统进行了仿真研究,仿真结果表明该检测系统具有令人满意的估计精度和动态性能。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 模型参考自适应理论 无位置传感器 超稳定性理论
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