仪器仪表学报

作者：姬娟娟，崔彦良，王开云

单位：姬娟娟,兰州交通大学机电工程学院兰州730070,1124530496@qq.com,崔彦良,兰州交通大学机电工程学院兰州730070,,王开云,西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031,kywang@swjtu.edu.cn,

关键词：异步电机;滑模观测器;锁相环;预滤波器;转速估计

基金：国家自然科学基金（U19A20110）项目资助

提出一种基于滑模观测器和锁相环的无速度传感器矢量控制方案，用于异步电机的转子磁链和速度估计。传统滑模观测器在磁链估计中表现良好，但其滑模特性易导致抖振，影响系统稳定性和控制精度。为此，在超螺旋滑模观测器的基础上应用于异步电机的电流和磁链观测，并结合预滤波器进行改进，以减少高频抖振，提高磁链估计的平滑性和相位角精度，增强对电机参数变化和谐波干扰的适应性。预滤波器能够有效削弱高频噪声对观测结果的影响，提高磁链估计的准确性，使系统在不同运行条件下均能保持良好的动态性能。针对速度估计，采用改进的锁相环，通过优化结构，提高其在中低速和变速运行条件下的速度跟踪能力，并有效消除频率斜坡输入下的稳态误差，确保速度估计的高精度和动态响应速度。此外，改进的锁相环能够增强系统对电机运行状态的适应性，使速度观测更加稳定可靠，提高系统的控制性能和抗干扰能力。实验结果表明，与传统滑模观测器方案相比，该方法大大减少了磁链波形的失真，有效提升了系统的鲁棒性。同时，该方法在不同运行工况下均表现出优异速度跟着性能，不仅提高了无速度传感器矢量控制的精度，还增强了电机运行的可靠性。

来源：2025年第3期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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