新型观测算法，可精确估算永磁同步电机的转子位置

为了获得较高精度的永磁同步电机转子位置，江苏科技大学电子信息学院、常熟瑞特电气股份有限公司的研究人员张懿、张明明、魏海峰、李垣江、刘维亭，在2019年第22期《电工技术学报》上撰文，提出一种基于开关型霍尔位置传感器的新型转子位置观测算法。新型观测算法可减小一阶加速度算法滞后性与霍尔传感器安装误差带来的影响，能在宽速度范围内精确地估算电机转子位置，实现永磁同步电机矢量控制系统的高性能控制。

高性能永磁同步电机控制系统中，为了准确获取转速闭环和空间矢量脉冲调制所需要的转子速度和位置信息，需要在电机转子轴端安装如增量式编码器、光电式编码器和旋转变压器等高精度的位置传感器。高精度位置传感器的引入可以保证电机较好的控制效果，但也造成系统的可靠性降低，控制成本增加等问题。

为解决此类问题，许多学者对高频信号注入算法、龙伯格观测器算法、反电动势观测算法和滑模观测器算法等无传感器算法进行了大量研究，由于无传感器算法过度依赖电机本身，会造成低速运行不可靠，无法确定转子位置估算的准确性等问题，因此，可考虑利用低成本的低分辨率开关型霍尔位置传感器实现高精度转子位置估计。

开关型霍尔位置传感器在一个电周期内只能提供6个准确位置信息。有学者提出平均速度算法，根据霍尔信号将转子一周分为6个霍尔扇区，以霍尔扇区的平均速度代替瞬时速度进行连续的转子位置和转速估算，但是电机转速发生变化时，估算结果的准确性大大降低。

Scelba G.等在平均速度算法的基础上引入转子加速度，提出一阶加速度算法，减小了电机加速减速时转子位置估算误差，但是平均速度算法和一阶加速度算法作为两种无模型算法，估算结果噪声大且明显滞后，难以满足较高精度的控制要求。

有学者提出一种基于同步坐标系滤波法的转子位置观测方法，把经过分解的离散信号看作是真实信号和噪声的叠加，经过低通滤波器得到期望的信号。由于滤波器参数确认相对复杂，并且当相邻霍尔区间转速发生较大变化时，滤波效果明显降低。

有学者提出带反馈解耦的位置矢量跟踪观测器，该观测器把离散霍尔信号矢量通过离散快速傅里叶变换方式分解为无限多个旋转矢量的叠加，可降低观测器输入的噪声含量，提高观测器性能。然而，如何选择离散傅里叶展开式项数来对应不同的转速是该方法应用的难点。