基于dsp的車用空調永磁同步電機滑模控制系統研究
付強1，劉和平1，陳軼2
（1．重慶大學電氣工程學院，重慶400044；2重慶建設車用空調器有限責任公司，重慶400052）
摘要：為了開發一套用于車用空調壓縮機的永磁同步電機控制系統，在分析了永磁同步電機數學模型和滑模變結構控制的理論的基礎上，建立了以 dsp 56f8346為控制核心的pmsm無傳感器控制系統，詳細介紹了系統主要的軟硬件設計流程。提供的通信套件方便的實現dsp和上位機的通信，可以顯示和修改代碼中定義的中間變量和參數。實驗結果表明滑模觀測器具有良好的魯棒性，能夠很好的跟蹤轉子實際位置，驗證了該控制系統的可行性，為下一步負載匹配實驗打下了良好的基礎。
關鍵詞：永磁同步電機；滑模觀測器；飛思卡爾；車用空調
中圖分類號：tm341; tm351 文獻標志碼：a 文章編號：1001-6848(2010)03-0056-04
0引 言
永磁同步電劫機( pmsm)運行效率高，結構可靠，控制性能優良，得到廣泛應用。但在pmsm高性能控制中，常需要采用光電編碼器或旋轉變壓器來檢測轉子的位置和速度。這些傳感器價格昂貴，安裝調試復雜，并有可靠性問題。特別是在空調壓縮機中，由于空間和運行條件的限制，使得位置傳感器的安裝更加困難。因此開展無位置傳感器pmsm的研究成為當前變頻空調系統一個重要的研究方向[2-4]。
滑模變結構控制是一種解決非線性系統問題的綜合方法，具有對系統數學模型精確度要求不高，對系統參數變化、內部攝動以及外界環境擾動具有自適應性，因此具有很強的魯棒性，另外還具有控制算法簡單、易于工程實現的優點。因此本文將滑模觀測器引入到pmsm無位置傳感器控制中，并針對該控制策略設計了一套基于 dsp的控制系統。
1 滑模觀測器設計
1.1 pmsm在a-p坐標系下的數學模型
為了方便討論，假設pmsm磁路是線性不考慮磁路飽和，且空間磁場為正弦波分布。忽略電機中的渦流損耗和磁滯損耗。pmsm在a-p坐標下的數學模型可表示如下：
1.2滑模觀測器設計
根據滑模變結構控制理論定義滑模面：
可構造滑模觀測器：
為滿足滑模邊界條件，如下表述：
因此，滑模面上的開關函數可以定義為：
進行低通濾波可以得到反電動勢的估算值：
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