本發(fā)明屬于電機(jī)控制的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于改進(jìn)滑模觀測器的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測裝置及方法。

背景技術(shù)：

永磁同步電機(jī)利用永磁體提供勵(lì)磁，相比于電勵(lì)磁電機(jī)減少了勵(lì)磁系統(tǒng)的損耗，電機(jī)的效率及功率密度都得到極大的提高。同時(shí)，其克服了直流電機(jī)電刷和換向器帶來的不利因素，應(yīng)用范圍從最初的軍事工業(yè)，向航空航天、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域迅速發(fā)展。

永磁同步電機(jī)由于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的需求，通常都會(huì)加入機(jī)械傳感器來獲得轉(zhuǎn)子位置信息，如霍爾傳感器、光電編碼器等。性能較好的機(jī)械傳感器雖然檢測轉(zhuǎn)子位置的精度很高，但是同時(shí)也會(huì)存在一些問題，如導(dǎo)致電機(jī)體積增大，加工裝配成本增加，降低電機(jī)運(yùn)行的可靠性，甚至限制電機(jī)在很多特殊場合的應(yīng)用，不利于其進(jìn)一步推廣。因此，永磁同步電機(jī)的無傳感器控制策略研究成為了目前的研究熱點(diǎn)問題。無傳感器控制主要包括零低速控制和中高速控制兩個(gè)主要研究方面。其中，中高速控制通常采用基波勵(lì)磁估計(jì)法，通過建立永磁同步電機(jī)的電壓模型或磁鏈模型等動(dòng)態(tài)模型，來對(duì)轉(zhuǎn)子的位置進(jìn)行估計(jì)，此類方法不受凸極效應(yīng)的影響，算法簡單易于實(shí)現(xiàn)，是目前使用最廣泛的一類方法。

基波勵(lì)磁估測方法主要包括假定旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系法、模型參考自適應(yīng)法、擴(kuò)展卡爾曼濾波器法、磁鏈觀測器法和滑模觀測器法等。其中，大部分方法依賴于模型建立和參數(shù)選擇的準(zhǔn)確性，或存在計(jì)算量過大的問題，但滑模觀測器具有不受外部干擾和內(nèi)部參數(shù)變化影響的特點(diǎn)，魯棒性強(qiáng)，響應(yīng)速度快，因此得到了廣泛的應(yīng)用。然而，滑模觀測器存在固有的抖振現(xiàn)象，一般使用低通濾波器對(duì)反電勢信號(hào)做進(jìn)一步處理，但低通濾波器會(huì)使估計(jì)的位置信號(hào)產(chǎn)生相位滯后，影響檢測精度。同時(shí)，考慮實(shí)際運(yùn)行中氣隙磁場畸變和逆變器非線性會(huì)產(chǎn)生諧波，使得反電勢波形不理想，位置信號(hào)中存在波動(dòng)。因此，需要設(shè)計(jì)一種新型滑模觀測器來克服以上困難，提高轉(zhuǎn)子位置的檢測精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有滑模觀測器中利用低通濾波器處理反電勢信號(hào)時(shí)引起的相位滯后問題，并考慮諧波引起的反電勢畸變問題，提出一種基于二階廣義積分方法的滑模觀測器，在代替低通濾波器作用的同時(shí)，對(duì)反電勢中的諧波成分進(jìn)行抑制，從而得到更準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置信息。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：基于改進(jìn)滑模觀測器的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測裝置，包括反電勢估計(jì)部分，二階廣義積分濾波部分以及歸一化正交鎖相環(huán)，所述反電勢估計(jì)部分設(shè)置四個(gè)輸入端，分別為兩相靜止坐標(biāo)系下的α軸電壓uα、β軸電壓uβ、α軸電流iα和β軸電流iβ，設(shè)置兩個(gè)輸出端分別為α軸的反電勢等效值以及β軸的反電勢等效值所述二階廣義積分濾波部分設(shè)置兩個(gè)輸入端為α軸的反電勢等效值及β軸的反電勢等效值分別與所述反電勢估計(jì)部分輸出端的反電勢等效值及反電勢等效值相連，并設(shè)置兩個(gè)輸出端分別為α軸的反電勢估計(jì)值以及β軸的反電勢估計(jì)值所述二階廣義積分濾波部分輸出的α軸的反電勢估計(jì)值與所述歸一化正交鎖相環(huán)的第一個(gè)α軸反電勢估計(jì)值輸入和第二個(gè)α軸反電勢估計(jì)值輸入相連，所述二階廣義積分濾波部分輸出的β軸的反電勢估計(jì)值與所述歸一化正交鎖相環(huán)的第一個(gè)β軸的反電勢估計(jì)值輸入和第二個(gè)β軸的反電勢估計(jì)值輸入相連，所述歸一化正交鎖相環(huán)設(shè)置兩個(gè)輸出端，分別為轉(zhuǎn)子位置估計(jì)值和轉(zhuǎn)子速度估計(jì)值

進(jìn)一步地，所述的反電勢估計(jì)部分的包括電流觀測器部分、sigmoid函數(shù)部分、增益部分和減法器部分；

反電勢估計(jì)部分設(shè)置的四路輸入分別為α軸電壓uα和β軸電壓uβ、α軸電流iα和β軸電流iβ，其中，電流觀測器部分設(shè)置兩相靜止坐標(biāo)系下的α軸電壓uα輸入和β軸電壓uβ輸入，設(shè)置α軸估計(jì)電流輸出和β軸估計(jì)電流輸出，電流觀測器部分的輸出分別作為兩個(gè)減法器的輸入，同時(shí)減法器的輸入還包括α軸電流iα和β軸電流iβ，α軸電流iα與α軸估計(jì)電流的差值作為第一個(gè)減法器的輸出，β軸電流iβ與β軸估計(jì)電流的差值作為第二個(gè)減法器的輸出，兩個(gè)減法器輸出的電流差值經(jīng)過sigmoid函數(shù)部分以及增益部分處理，得到兩路輸出信號(hào)為α軸的反電勢等效值以及β軸的反電勢等效值即得到反電勢估計(jì)部分的輸出也為α軸的反電勢等效值以及β軸的反電勢等效值

進(jìn)一步地，所述的二階廣義積分濾波部分包括四個(gè)減法器，兩個(gè)增益環(huán)節(jié)，四個(gè)乘法器和四個(gè)積分器；

二階廣義積分濾波部分的輸入與反電勢估計(jì)部分的輸出相連，即二階廣義積分濾波部分的輸入為α軸的反電勢等效值以及β軸的反電勢等效值α軸的反電勢等效值作為α相的第一個(gè)減法器的輸入，與第一個(gè)減法器另一個(gè)輸入α軸的反電勢估計(jì)值相減，得到α軸反電勢誤差εeα；β軸的反電勢等效值作為β相的第一個(gè)減法器的輸入，與第一個(gè)減法器另一個(gè)輸入β軸的反電勢估計(jì)值相減，得到β軸反電勢誤差εeβ；反電勢誤差εeα與εeβ經(jīng)過各自的增益部分后，分別作為α相和β相的第二個(gè)減法器的輸入；同時(shí)，α軸的正交反電勢估計(jì)值與β軸的正交反電勢估計(jì)值也作為α相和β相的第二個(gè)減法器的輸入；之后，α相和β相的第二個(gè)減法器輸出信號(hào)與轉(zhuǎn)子速度估計(jì)值分別作為α相的第一個(gè)乘法器的輸入和β相的第一個(gè)乘法器的輸入，計(jì)算得到α相的第一個(gè)乘法器的輸出x1和β相的第一個(gè)乘法器的輸出x′1；α相和β相的第一個(gè)乘法器與其各自的第一個(gè)積分器相連，α相第一個(gè)積分器的輸入為x1、輸出為x2，β相第一個(gè)積分器的輸入為x′1、輸出為x′2；其中，x2即為α軸的反電勢估計(jì)值x′2即為β軸的反電勢估計(jì)值α相第二個(gè)積分器與第一個(gè)積分器相連，輸入為x2，輸出為x3，α相第二個(gè)積分器的輸出與轉(zhuǎn)子速度估計(jì)值共同作為α相的第二個(gè)乘法器的輸入，運(yùn)算后得到α相的第二個(gè)乘法器的輸出β相第二個(gè)積分器與第一個(gè)積分器相連，輸入為x′2，輸出為x′3，β相第二個(gè)積分器的輸出與轉(zhuǎn)子速度估計(jì)值共同作為β相的第二個(gè)乘法器的輸入，運(yùn)算后得到β相的第二個(gè)乘法器的輸出

進(jìn)一步地，所述的歸一化正交鎖相環(huán)包括歸一化環(huán)節(jié)、三個(gè)乘法器、加法器、正弦環(huán)節(jié)、余弦環(huán)節(jié)、pi控制環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)。

歸一化正交鎖相環(huán)設(shè)置α軸的反電勢估計(jì)值和β軸的反電勢估計(jì)值為輸入端，轉(zhuǎn)子位置估計(jì)值和轉(zhuǎn)子速度估計(jì)值為輸出端；α軸的反電勢估計(jì)值和β軸的反電勢估計(jì)值分別作為歸一化環(huán)節(jié)的輸入和兩個(gè)乘法器的輸入；歸一化環(huán)節(jié)與第三個(gè)乘法器相連，歸一化環(huán)節(jié)的輸出即作為第三個(gè)乘法器的一路輸入；余弦環(huán)節(jié)與α軸的反電勢估計(jì)值共同作為第一個(gè)乘法器的輸入，正弦環(huán)節(jié)與β軸的反電勢估計(jì)值共同作為第二個(gè)乘法器的輸入，第一個(gè)乘法器和第二個(gè)乘法器的輸出的負(fù)值作為加法器的輸入，加法器的輸出為εf。εf作為第三個(gè)乘法器的另一路輸入，與歸一環(huán)環(huán)節(jié)經(jīng)過乘法器作用輸入ε′f；ε′f經(jīng)過pi控制環(huán)節(jié)后即可輸出轉(zhuǎn)子速度估計(jì)值再經(jīng)過積分器即可得到轉(zhuǎn)子位置估計(jì)值

本發(fā)明還提供基于改進(jìn)滑模觀測器的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測方法，包括以下步驟：

步驟(1)基于表貼式永磁同步電機(jī)的電流狀態(tài)方程，構(gòu)造滑模觀測器中的電流觀測器，結(jié)合sigmoid開關(guān)函數(shù)，可得到α軸的反電勢等效值以及β軸的反電勢等效值

步驟(2)對(duì)α軸的反電勢等效值以及β軸的反電勢等效值進(jìn)行濾波，基于二階廣義積分方法的濾波器，能夠?qū)Ψ措妱莸刃е抵械亩墩襁M(jìn)行抑制，并且對(duì)其中各次諧波進(jìn)行抑制，得到α軸的反電勢估計(jì)值以及β軸的反電勢估計(jì)值

步驟(3)采用歸一化正交鎖相環(huán)，通過α軸的反電勢估計(jì)值以及β軸的反電勢估計(jì)值計(jì)算轉(zhuǎn)子的位置估計(jì)信號(hào)和轉(zhuǎn)速估計(jì)信號(hào)

本發(fā)明的原理是：一種基于改進(jìn)滑模觀測器的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測裝置，改進(jìn)的滑模觀測器包括反電勢估計(jì)部分，濾波部分和歸一化正交鎖相環(huán)部分。其中，反電勢估計(jì)部分的輸入為兩相靜止坐標(biāo)系下的α軸電壓uα、β軸電壓uβ、α軸電流iα和β軸電流iβ，輸出為α軸的反電勢等效值以及β軸的反電勢等效值此時(shí)反電勢等效值中抖振明顯，并且由于諧波的影響存在畸變；濾波部分主要基于二階廣義積分方法，其輸入端與反電勢估計(jì)部分的輸出端相連，輸入的信號(hào)為反電勢估計(jì)部分輸出的反電勢等效值經(jīng)過二階廣義積分方法分別處理兩路信號(hào)后，可得到α軸的反電勢估計(jì)值以及β軸的反電勢估計(jì)值歸一化正交鎖相環(huán)輸入的反電勢估計(jì)值和分別與余切值和正切值相乘，乘積之和εf進(jìn)行歸一化處理后經(jīng)過pi調(diào)節(jié)得到轉(zhuǎn)子位置估計(jì)值和轉(zhuǎn)子速度估計(jì)值本發(fā)明涉及一種基于二階廣義積分濾波器的改進(jìn)滑模觀測器方法，用于中高速階段永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置精確檢測。首先，反電勢估計(jì)部分檢測出等效反電勢信號(hào)，之后采用基于二階廣義積分方法的濾波器代替低通濾波器對(duì)等效反電勢進(jìn)行處理，抑制等效反電勢信號(hào)中的抖振和諧波成分后得到估計(jì)反電勢信號(hào)，最后使用歸一化正交鎖相環(huán)估算轉(zhuǎn)子位置信息。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明首次提出了使用二階廣義積分器代替低通濾波器的改進(jìn)滑模觀測器。在對(duì)反電勢等效信號(hào)進(jìn)行處理時(shí)能夠避免低通濾波器引起的相位滯后問題，位置估算時(shí)無需額外的相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)，抑制抖振效果明顯；并且，本發(fā)明方法能夠通過提取基頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)各次諧波的抑制，避免大量諧波存在引起的反電勢畸變，提高了轉(zhuǎn)子位置檢測精度，結(jié)構(gòu)簡單，無需增加和改變控制系統(tǒng)硬件即可以獲得較滿意的控制性能。

附圖說明

圖1為改進(jìn)滑模觀測器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述位置檢測方法的基本流程圖；

圖3為二階廣義積分器的伯德圖；

圖4為反電勢估計(jì)信號(hào)對(duì)比圖；

圖5為位置估計(jì)信號(hào)對(duì)比圖。

圖中附圖標(biāo)記含義為：1為反電勢估計(jì)部分，2為二階廣義積分濾波部分，3為歸一化正交鎖相環(huán)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式進(jìn)一步說明本發(fā)明。

具體實(shí)施方式一：參見圖1說明本實(shí)施方式，本方式所述的基于改進(jìn)滑模觀測器的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測裝置，包括反電勢估計(jì)部分1，二階廣義積分濾波部分2以及歸一化正交鎖相環(huán)3。

所述反電勢估計(jì)部分1設(shè)置四個(gè)輸入端，分別為兩相靜止坐標(biāo)系下的α軸電壓uα、β軸電壓uβ、α軸電流iα和β軸電流iβ，設(shè)置兩個(gè)輸出端分別為α軸的反電勢等效值以及β軸的反電勢等效值所述二階廣義積分濾波部分2設(shè)置兩個(gè)輸入端為α軸的反電勢等效值及β軸的反電勢等效值分別與所述反電勢估計(jì)部分1輸出端的反電勢等效值及反電勢等效值相連，并設(shè)置兩個(gè)輸出端分別為α軸的反電勢估計(jì)值以及β軸的反電勢估計(jì)值所述二階廣義積分濾波部分2輸出的α軸的反電勢估計(jì)值與所述歸一化正交鎖相環(huán)輸入的第一個(gè)α軸反電勢估計(jì)值和第二個(gè)α軸反電勢估計(jì)值相連，所述二階廣義積分濾波部分2輸出的β軸的反電勢估計(jì)值與所述歸一化正交鎖相環(huán)3輸入的第一個(gè)β軸的反電勢估計(jì)值和第二個(gè)β軸的反電勢估計(jì)值相連，并且所述歸一化正交鎖相環(huán)3設(shè)置兩個(gè)輸出端，分別為轉(zhuǎn)子位置估計(jì)值和轉(zhuǎn)子速度估計(jì)值

具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的基于改進(jìn)滑模觀測器的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測裝置的進(jìn)一步限定，所述反電勢估計(jì)部分1包括電流觀測器部分、sigmoid函數(shù)部分、增益部分和減法器部分。

反電勢估計(jì)部分1的設(shè)置四路輸入分別為α軸電壓uα輸入和β軸電壓uβ輸入、α軸電流iα和β軸電流iβ。其中，電流觀測器部分設(shè)置兩相靜止坐標(biāo)系下的α軸電壓uα輸入和β軸電壓uβ輸入，設(shè)置α軸估計(jì)電流輸出和β軸估計(jì)電流輸出。電流檢測部分的輸出分別作為兩個(gè)減法器的輸入，同時(shí)減法器的輸入還包括α軸電流iα和β軸電流iβ。α軸電流iα與α軸估計(jì)電流的差值作為第一個(gè)減法器的輸出，β軸電流iβ與β軸估計(jì)電流的差值作為第二個(gè)減法器的輸出，兩個(gè)減法器輸出的電流差值經(jīng)過sigmoid函數(shù)部分以及增益部分處理，增益部分的兩路輸出信號(hào)為α軸的反電勢等效值以及β軸的反電勢等效值即得到反電勢估計(jì)部分1的輸出也為α軸的反電勢等效值以及β軸的反電勢等效值

具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的基于改進(jìn)滑模觀測器的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測裝置的進(jìn)一步限定，所述二階廣義積分濾波部分2包括四個(gè)減法器，兩個(gè)增益環(huán)節(jié)，四個(gè)乘法器和四個(gè)積分器。

二階廣義積分濾波部分2的輸入與反電勢估計(jì)部分1的輸出相連，即二階廣義積分濾波部分2的輸入為α軸的反電勢等效值以及β軸的反電勢等效值α軸的反電勢等效值作為α相的第一個(gè)減法器的輸入，與第一個(gè)減法器另一個(gè)輸入α軸的反電勢估計(jì)值相減，得到α軸反電勢誤差εeα；β軸的反電勢等效值作為β相的第一個(gè)減法器的輸入，與第一個(gè)減法器另一個(gè)輸入β軸的反電勢估計(jì)值相減，得到β軸反電勢誤差εeβ。反電勢誤差εeα與εeβ經(jīng)過各自的增益部分后，分別作為α相和β相的第二個(gè)減法器的輸入。同時(shí)，α軸的正交反電勢估計(jì)值與β軸的正交反電勢估計(jì)值也作為α相和β相的第二個(gè)減法器的輸入。之后，α相和β相的第二個(gè)減法器輸出信號(hào)與轉(zhuǎn)子速度估計(jì)值分別作為α相的第一個(gè)乘法器的輸入和β相的第一個(gè)乘法器的輸入，計(jì)算得到α相的第一個(gè)乘法器的輸出x1和β相的第一個(gè)乘法器的輸出x′1。α相和β相的第一個(gè)乘法器與其各自的第一個(gè)積分器相連，α相第一個(gè)積分器的輸入為x1、輸出為x2，β相第一個(gè)積分器的輸入為x′1、輸出為x′2。其中，x2即為α軸的反電勢估計(jì)值x′2即為β軸的反電勢估計(jì)值α相第二個(gè)積分器與第一個(gè)積分器相連，輸入為x2，輸出為x3，α相第二個(gè)積分器的輸出與轉(zhuǎn)子速度估計(jì)值共同作為α相的第二個(gè)乘法器的輸入，運(yùn)算后得到α相的第二個(gè)乘法器的輸出β相第二個(gè)積分器與第一個(gè)積分器相連，輸入為x′2，輸出為x′3，β相第二個(gè)積分器的輸出與轉(zhuǎn)子速度估計(jì)值共同作為β相的第二個(gè)乘法器的輸入，運(yùn)算后得到β相的第二個(gè)乘法器的輸出

具體實(shí)施方式四：本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的基于改進(jìn)滑模觀測器的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測裝置的進(jìn)一步限定，所述歸一化正交鎖相環(huán)3包括歸一化環(huán)節(jié)、三個(gè)乘法器、加法器、正弦環(huán)節(jié)、余弦環(huán)節(jié)、pi控制環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)。

歸一化正交鎖相環(huán)3設(shè)置α軸的反電勢估計(jì)值和β軸的反電勢估計(jì)值為輸入端，轉(zhuǎn)子位置估計(jì)值和轉(zhuǎn)子速度估計(jì)值為輸出端。α軸的反電勢估計(jì)值和β軸的反電勢估計(jì)值分別作為歸一化環(huán)節(jié)的輸入和兩個(gè)乘法器的輸入。歸一化環(huán)節(jié)與第三個(gè)乘法器相連，歸一化環(huán)節(jié)的輸出即作為第三個(gè)乘法器的一路輸入。余弦環(huán)節(jié)與α軸的反電勢估計(jì)值共同作為第一個(gè)乘法器的輸入，正弦環(huán)節(jié)與β軸的反電勢估計(jì)值共同作為第二個(gè)乘法器的輸入，第一個(gè)乘法器和第二個(gè)乘法器的輸出的負(fù)值作為加法器的輸入，加法器的輸出為εf。εf作為第三個(gè)乘法器的另一路輸入，與歸一環(huán)環(huán)節(jié)經(jīng)過乘法器作用輸入ε′f。ε′f經(jīng)過pi控制環(huán)節(jié)后即可輸出轉(zhuǎn)子速度估計(jì)值再經(jīng)過積分器即可得到轉(zhuǎn)子位置估計(jì)值

具體實(shí)施方式五：本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的基于改進(jìn)滑模觀測器的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測裝置實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置檢測方法，結(jié)合附圖1和附圖2對(duì)本方法進(jìn)行詳細(xì)說明。

步驟1，根據(jù)反電勢估計(jì)部分設(shè)置的四路輸入α軸電壓uα和β軸電壓uβ、α軸電流iα和β軸電流iβ，構(gòu)造電流觀測器：

式中，為α軸估計(jì)電流，為β軸估計(jì)電流，rs為定子等效電阻，ls為定子等效電感，ks為滑模觀測器的增益，sig為sigmoid函數(shù)。

步驟2，將α軸電流iα和β軸電流iβ與步驟1中電流觀測器觀測到的α軸估計(jì)電流和β軸估計(jì)電流分別作差，得到α軸電流誤差值和β軸電流誤差值

步驟3，α軸電流誤差值和β軸電流誤差值經(jīng)過sigmoid函數(shù)并乘以滑模增益系數(shù)ks后，即可得到反電勢等效值：

式中，為α軸反電勢等效值，為β軸反電勢等效值。

步驟4，α軸的反電勢等效值和β軸的反電勢等效值分別經(jīng)過α相的二階廣義積分器和β相的二階廣義積分器后，可以抑制等效反電勢中的抖振和諧波影響，得到α軸的反電勢估計(jì)值和β軸的反電勢估計(jì)值

參考圖1中二階廣義積分器的結(jié)構(gòu)，以α軸為例，可以得到：

式中，εeα為反電勢差值，x1、x2、x3為中間變量，為速度估計(jì)值，k為二階廣義積分增益系數(shù)，為α軸正交反電勢估計(jì)值。

反電勢估計(jì)值可以表示為：

由上式可以得到二階廣義積分器的傳遞函數(shù)為：

參考圖3可知，二階廣義積分器在指定頻率處諧振，能夠跟蹤反電勢的基頻信號(hào)且不會(huì)引起相位滯后。

α相和β相的反電勢等效值可以表示為：

式中，a0為反電勢基波幅值，ω0為反電勢基波角頻率，a6k±1為第6k±1次諧波幅值，ω6k±1為第6k±1次諧波角頻率，n0、n1為其他干擾信號(hào)。

經(jīng)過二階廣義積分器處理過的α相和β相的反電勢估計(jì)值可以表示為：

式中，n′1、n′2為處理后的反電勢信號(hào)中的干擾及諧波的總和。

步驟5，α軸的反電勢估計(jì)值和β軸的反電勢估計(jì)值中包含轉(zhuǎn)子位置和速度信息，歸一化正交鎖相環(huán)對(duì)其處理可以得到較準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置估計(jì)值和轉(zhuǎn)子速度估計(jì)值

參考附圖1，歸一化正交鎖相環(huán)的鑒相器部分的輸出為：

歸一化正交鎖相環(huán)的傳遞函數(shù)為：

式中，kp為比例增益，ki為積分增益。

步驟6，為了驗(yàn)證本發(fā)明提出的基于改進(jìn)滑模觀測器的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測方法的有效性，構(gòu)建了系統(tǒng)仿真模型，仿真結(jié)果如附圖4和附圖5所示，從附圖4可以看出使用二階廣義積分器對(duì)反電勢等效信號(hào)進(jìn)行處理，可以起到明顯的抖振抑制作用，并且對(duì)其中的諧波成分也有明顯的抑制效果。從附圖5可以看出，使用改進(jìn)滑模觀測器檢測的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)，位置信號(hào)波形更加平滑且相比于使用低通濾波器時(shí)相位檢測更加準(zhǔn)確。

本發(fā)明可以作為一種新型的基于改進(jìn)滑模觀測器永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測方法，改進(jìn)滑模觀測器采用基于二階廣義積分器代替低通濾波器。首先能夠起到很好的抖振抑制效果，其次能夠改善低通濾波器引起的相位滯后問題，最后可以對(duì)反電勢信號(hào)中的諧波成分進(jìn)行濾除。改進(jìn)滑模觀測器結(jié)構(gòu)簡單，不需要提供額外的硬件支持，提高了永磁同步電機(jī)的位置檢測精度。

本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。