文学研究的七种方法，文学研究的七种方法归纳法是什么
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开路故障极大地影响了永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）的运行性能，尤其在无位置传感器或位置传感器发生故障的情况下。因此，减小故障模型不对称性和低频扰动对转子位置观测精度的影响、抑制故障导致的转矩脉动是提高PMSM可靠性和控制品质的关键。江苏大学团队研究人员针对开路故障PMSM的特点，提出一种开路故障下的无位置传感器控制方法，以实现其高性能运行。
研究背景
五相容错PMSM具有功率密度高、转矩脉动低、容错能力强等优点，在不增加额外硬件的基础上引入合适的容错控制策略就能实现故障后的平稳运行。因此，五相容错PMSM在新能源车、航空航天等可靠性要求高的领域得到了广泛关注。PMSM发生开路故障后，非故障相绕组运行在不对称状态，其电压和电流发生畸变，电机模型不再对称，致使所观测出的反电势中含有大量的高频、低频和直流偏置噪声。若仍采用现有的基于对称电机模型的无位置控制策略，将严重影响转子位置观测精度，进一步恶化电机在故障状态下的运行性能。
论文方法及创新点
针对五相PMSM开路故障模型的特点，提出了一种基于滑模观测器（Sliding Mode Observer, SMO）和改进型二阶广义积分器（Improved Second-Order Generalized Integrator, ISOGI）的转子磁链观测器，将其与容错矢量控制策略相结合，不但提高了PMSM开路故障情况下的转子位置估计精度，而且有效抑制了故障导致的转矩脉动，提升了PMSM在开路故障下的无位置传感器运行时的稳态和动态性能。
相比纯积分器和SOGI，ISOGI不但对低频（包括直流）扰动的衰减能力更强，而且对高频噪声具有较好的抑制能力，同时对中心频率及其附近的信号起到积分作用（见图1所示的伯德图）。因此，ISOGI具有更高的转子磁链观测精度。
图1 三种积分器的伯德图对比
研究人员搭建如图2所示的实验平台，对提出的无位置控制策略进行可行性验证。图3和4分别为PMSM容错运行时位置估计误差对速度、负载阶跃的响应波形。在转速突增和突减时，位置误差的最大值分别为0.2rad和0.23rad；在负载突增和突减时，位置误差的最大值均为0.19rad。
图2 实验平台
图3 位置估计误差对速度阶跃响应
图4 位置估计误差对负载突变响应
结论
1）提出的策略不但具有较好的高频噪声抑制能力，而且能有效抑制低频（包括直流）扰动，减小开路故障对位置观测精度的影响，提高转子位置观测精度，同时具有很好的稳态和动态性能。
2）提出的策略不但能准确地观测PMSM正常和故障情况下的转子位置，而且具有较好的参数鲁棒性。
团队介绍
研究人员隶属于江苏大学江苏省电动车辆驱动与智能控制重点实验室。多年来一直针对电动车辆和装备领域的高品质永磁电驱动系统开展基础理论和工程应用研究，研究特色鲜明、学术优势明显，迅速发展成了一支以中青年人才为主，包括国家杰青、长江特聘教授、国家“有突出贡献中青年专家”等人才的创新型研究团队。近年来，该团队主持完成了多个国家级和省部级科研项目。
周华伟
教授，博士生导师，研究方向为电动汽车和电磁悬架用特种永磁电机驱动控制、容错控制等。
叶晨
硕士研究生，研究方向为永磁电机控制。
陈铖
博士研究生，研究方向为永磁电机驱动控制。
张多
副教授，研究方向为电动车辆四轮独立驱动控制和永磁电机驱动控制。
陈前
教授，博士生导师，研究方向为永磁容错电机系统。
本文编自2023年第2期《电工技术学报》，论文标题为“基于转子磁链观测器的五相容错PMSM开路故障下的无位置传感器控制”。本课题得到国家自然科学基金项目和江苏高校“青蓝工程”项目的支持。
引用本文
周华伟, 叶晨, 陈铖, 张多, 陈前. 基于转子磁链观测器的五相容错PMSM开路故障下的无位置传感器控制[J]. 电工技术学报, 2023, 38(2): 422-434. Zhou Huawei, Ye Chen, Chen Cheng, Zhang Duo, Chen Qian. Rotor-Flux Observer Based Sensorless Control of Five-Phase Fault-Tolerant PMSM with Open-Circuit Fault. Transactions of China Electrotechnical Society, 2023, 38(2): 422-434.
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