两相混合式步进电机全速范围无位置传感器速度控制

步进电机开环控制结构简单,但定位精确度低、扭矩脉动大、能效低;闭环磁场定向控制定位精确度高、扭矩脉动小、能效高,但存在结构复杂且计算量大等问题,为此提出了低速和中高速分别采用微步和基于滑模观测器实现的无位置传感器的混合控制策略.首先,根据滑模变结构理论设计滑模观测器并实现了传统无传感器速度控制,观测器估计的转速提供给级联控制的外部速度环以实现速度闭环,而估计的转子位置提供给内部派克及逆派克变换来完成FOC;其次,提出在固定及旋转坐标系下不需进行坐标变换的新无传感器控制方案,由于无需使用派克和逆派克变换,降低了计算量,算法可以运行在低端微控制器,此外,低速时使用开环微步来提高定位精确度;最后,搭建实验平台并通过速度跟踪实验验证了新方案的有效性.