基于龙伯格观测器Luenberger的无感控制+Matlab/Simulink仿真
前言
本章节采用龙伯格观测器进行永磁同步电机的无传感器控制，首先分析了龙伯格观测器的原理，然后设计了pmsm的全阶龙伯格观测器，最后通过matlab/simulink对该观测器方案进行仿真分析，为了进行对比分析在matlab/simulink中也搭建了基于microchip an2950的低阶龙伯格观测器。
一、龙伯格观测器
1.1.龙伯格观测器的原理
上一章节分析了滑膜观测器，并引入了状态观测器的概念。介绍了什么是状态观测器，并对状态观测器增加反馈，通过反馈来不断的修正状态观测器的输出，使状态观测器尽可能的接近真实电机，如下图所示：
反馈方式与修正方式的不同产生了不同种类的状态观测器。
现代控制理论中实际系统的状态空间表达式为：
龙伯格观测器不同于滑膜观测器的简单结构，该观测器完全依托于上述状态空间表达式。我们用状态空间表达式的形式建立用于描述电机的数学模型，并引入反馈。通过反馈不断的修正龙伯格观测器的状态，从而使观测器不断的接近真实电机。龙伯格观测器的结构如下图所示：
龙伯格观测器的一般表达式如下所示：
1.2.龙伯格观测器的误差
1.3.pmsm龙伯格观测器的建立
二、matlab/simulink仿真分析
上图为pmsm基于龙伯格观测器的无感控制整体框图，为了后续模型生成代码进行工程实现，本示例将控制算法部分单独建模，通过调用控制算法模型进行pmsm的控制。
2.1.仿真电路分析
为了后续模型生成代码加载到底层进行工程实现，本示例建立了三个不同时间的调度任务。
10ms任务：用于电机控制模式的切换，本示例采用经典的三段式启动方式，即转子预定位、if开环启动、开环切闭环进行无感控制。
速度环控制：相较于电流环速度环对实时性要求不高，带宽一般为电流环带宽的1/20，本示例将速度环设置为2ms任务。
电流环控制：电流环对实时性要求高，带宽高时间设置为foc的执行时间50us。
2.1.1 电机控制模式切换10ms任务
设置转子预定位持续时间500ms；500ms后切换为if开环控制；如果if开环启动时间大于1s且此时的观测速度大于900rpm，则切换到无感闭环控制。
2.1.2 速度环控制2ms任务
只有在无感闭环控制模式才用到速度环。
2.1.3 电流环控制50us任务
控制模式切换：
龙伯格观测器：
该示例搭建了上述推导的全阶龙伯格观测器，并且为了进行对比，参考了microchip an2950同时搭建了降阶龙伯格观测器，an2950降阶龙伯格观测器方案如下：
foc电流闭环：
2.1.4 电机主电路
2.2.仿真结果分析
全阶龙伯格观测器反电动势观测值：
降阶龙伯格观测器反电动势观测值：
由仿真结果，全阶龙伯格观测器和降阶龙伯格观测器都得到了很好的观测结果。
实际角度与龙伯格观测角度：
电机转速：
0~0.5s执行转子预定位：
0.5s~2.76s为if开环启动：
2.76s~20s为无感闭环控制
电机定子电流：
电机实际转子位置：
同步旋转坐标系下的定子电流id、iq：
同步旋转坐标系下的定子电压：
电磁转矩：
总结
本章节采用龙伯格观测器进行永磁同步电机的无传感器控制，首先介绍了龙伯格观测器的原理，然后设计了pmsm全阶龙伯格观测器，最后通过matlab/simulink对该方案进行了仿真分析，为了进行对比分析在matlab/simulink中也搭建了基于microchip an2950的低阶龙伯格观测器。
沃尔玛与Strivr公司合作，在VR培训课程中模拟大型活动场景
一文读懂区块链与比特币，以太币，莱特币等的关系
IT服务成核心，硬件将走向何处？
PCB设计太复杂？透过基础知识点看背后的大学问
基于ZigBee技术的家庭环境监测系统的设计
基于龙伯格观测器Luenberger的无感控制+Matlab/Simulink仿真
天井机E3故障案例分析
采用DSPBuilder的FIR滤波器的方案实现
这家上市公司竟被诈骗10亿元！美的要补回这个洞起码要卖61万台空调
中国电子音响行业产值预计将达到400亿美元
主动红外入侵探测器的安装环境_主动红外探测器的安装注意事项
联通上线5G升级包 9.9元即可畅享5G流量
嵌入式状态监测与故障诊断装置设计
智能硬件创新设计行业走势及战略布局
基于LINUX的嵌入式浏览器的设计与实现
华为史上最好看手机今天发布 叫板iPhone7
带鱼屏+升降镜头？颜值超高，但看到处理器？再见？
适用于传输少量数据的蓝牙低能耗技术
IBM助力客户斩获多项IDC中国未来企业大奖
三种write mode，你真的理解吗？
本章节采用龙伯格观测器进行永磁同步电机的无传感器控制，首先分析了龙伯格观测器的原理，然后设计了pmsm的全阶龙伯格观测器，最后通过matlab/simulink对该观测器方案进行仿真分析，为了进行对比分析在matlab/simulink中也搭建了基于microchip an2950的低阶龙伯格观测器。
一、龙伯格观测器
1.1.龙伯格观测器的原理
上一章节分析了滑膜观测器，并引入了状态观测器的概念。介绍了什么是状态观测器，并对状态观测器增加反馈，通过反馈来不断的修正状态观测器的输出，使状态观测器尽可能的接近真实电机，如下图所示：
反馈方式与修正方式的不同产生了不同种类的状态观测器。
现代控制理论中实际系统的状态空间表达式为：
龙伯格观测器不同于滑膜观测器的简单结构，该观测器完全依托于上述状态空间表达式。我们用状态空间表达式的形式建立用于描述电机的数学模型，并引入反馈。通过反馈不断的修正龙伯格观测器的状态，从而使观测器不断的接近真实电机。龙伯格观测器的结构如下图所示：
龙伯格观测器的一般表达式如下所示：
1.2.龙伯格观测器的误差
1.3.pmsm龙伯格观测器的建立
二、matlab/simulink仿真分析
上图为pmsm基于龙伯格观测器的无感控制整体框图，为了后续模型生成代码进行工程实现，本示例将控制算法部分单独建模，通过调用控制算法模型进行pmsm的控制。
2.1.仿真电路分析
为了后续模型生成代码加载到底层进行工程实现，本示例建立了三个不同时间的调度任务。
10ms任务：用于电机控制模式的切换，本示例采用经典的三段式启动方式，即转子预定位、if开环启动、开环切闭环进行无感控制。
速度环控制：相较于电流环速度环对实时性要求不高，带宽一般为电流环带宽的1/20，本示例将速度环设置为2ms任务。
电流环控制：电流环对实时性要求高，带宽高时间设置为foc的执行时间50us。
2.1.1 电机控制模式切换10ms任务
设置转子预定位持续时间500ms；500ms后切换为if开环控制；如果if开环启动时间大于1s且此时的观测速度大于900rpm，则切换到无感闭环控制。
2.1.2 速度环控制2ms任务
只有在无感闭环控制模式才用到速度环。
2.1.3 电流环控制50us任务
控制模式切换：
龙伯格观测器：
该示例搭建了上述推导的全阶龙伯格观测器，并且为了进行对比，参考了microchip an2950同时搭建了降阶龙伯格观测器，an2950降阶龙伯格观测器方案如下：
foc电流闭环：
2.1.4 电机主电路
2.2.仿真结果分析
全阶龙伯格观测器反电动势观测值：
降阶龙伯格观测器反电动势观测值：
由仿真结果，全阶龙伯格观测器和降阶龙伯格观测器都得到了很好的观测结果。
实际角度与龙伯格观测角度：
电机转速：
0~0.5s执行转子预定位：
0.5s~2.76s为if开环启动：
2.76s~20s为无感闭环控制
电机定子电流：
电机实际转子位置：
同步旋转坐标系下的定子电流id、iq：
同步旋转坐标系下的定子电压：
电磁转矩：
总结
本章节采用龙伯格观测器进行永磁同步电机的无传感器控制，首先介绍了龙伯格观测器的原理，然后设计了pmsm全阶龙伯格观测器，最后通过matlab/simulink对该方案进行了仿真分析，为了进行对比分析在matlab/simulink中也搭建了基于microchip an2950的低阶龙伯格观测器。
沃尔玛与Strivr公司合作，在VR培训课程中模拟大型活动场景
一文读懂区块链与比特币，以太币，莱特币等的关系
IT服务成核心，硬件将走向何处？
PCB设计太复杂？透过基础知识点看背后的大学问
基于ZigBee技术的家庭环境监测系统的设计
基于龙伯格观测器Luenberger的无感控制+Matlab/Simulink仿真
天井机E3故障案例分析
采用DSPBuilder的FIR滤波器的方案实现
这家上市公司竟被诈骗10亿元！美的要补回这个洞起码要卖61万台空调
中国电子音响行业产值预计将达到400亿美元
主动红外入侵探测器的安装环境_主动红外探测器的安装注意事项
联通上线5G升级包 9.9元即可畅享5G流量
嵌入式状态监测与故障诊断装置设计
智能硬件创新设计行业走势及战略布局
基于LINUX的嵌入式浏览器的设计与实现
华为史上最好看手机今天发布 叫板iPhone7
带鱼屏+升降镜头？颜值超高，但看到处理器？再见？
适用于传输少量数据的蓝牙低能耗技术
IBM助力客户斩获多项IDC中国未来企业大奖
三种write mode，你真的理解吗？