基于dsp的车用空调永磁同步电机滑模控制系统研究
付强1，刘和平1，陈轶2
（1．重庆大学电气工程学院，重庆400044；2重庆建设车用空调器有限责任公司，重庆400052）
摘要：为了开发一套用于车用空调压缩机的永磁同步电机控制系统，在分析了永磁同步电机数学模型和滑模变结构控制的理论的基础上，建立了以 dsp 56f8346为控制核心的pmsm无传感器控制系统，详细介绍了系统主要的软硬件设计流程。提供的通信套件方便的实现dsp和上位机的通信，可以显示和修改代码中定义的中间变量和参数。实验结果表明滑模观测器具有良好的鲁棒性，能够很好的跟踪转子实际位置，验证了该控制系统的可行性，为下一步负载匹配实验打下了良好的基础。
关键词：永磁同步电机；滑模观测器；飞思卡尔；车用空调
中图分类号：tm341; tm351 文献标志码：a 文章编号：1001-6848(2010)03-0056-04
0引 言
永磁同步电劫机( pmsm)运行效率高，结构可靠，控制性能优良，得到广泛应用。但在pmsm高性能控制中，常需要采用光电编码器或旋转变压器来检测转子的位置和速度。这些传感器价格昂贵，安装调试复杂，并有可靠性问题。特别是在空调压缩机中，由于空间和运行条件的限制，使得位置传感器的安装更加困难。因此开展无位置传感器pmsm的研究成为当前变频空调系统一个重要的研究方向[2-4]。
滑模变结构控制是一种解决非线性系统问题的综合方法，具有对系统数学模型精确度要求不高，对系统参数变化、内部摄动以及外界环境扰动具有自适应性，因此具有很强的鲁棒性，另外还具有控制算法简单、易于工程实现的优点。因此本文将滑模观测器引入到pmsm无位置传感器控制中，并针对该控制策略设计了一套基于 dsp的控制系统。
1 滑模观测器设计
1.1 pmsm在a-p坐标系下的数学模型
为了方便讨论，假设pmsm磁路是线性不考虑磁路饱和，且空间磁场为正弦波分布。忽略电机中的涡流损耗和磁滞损耗。pmsm在a-p坐标下的数学模型可表示如下：
1.2滑模观测器设计
根据滑模变结构控制理论定义滑模面：
可构造滑模观测器：
为满足滑模边界条件，如下表述：
因此，滑模面上的开关函数可以定义为：
进行低通滤波可以得到反电动势的估算值：
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