PMSMドライブのセンサーレス制御のための反復フラックススライディングモードオブザーバーの設計とパフォーマンス分析

永久磁石同期モーター（PMSM）ドライブの性能を向上させるために、このホワイトペーパーでは、新しい反復フラックススライディングモードオブザーバー（IFSMO）に基づくセンサーレス制御スキームを提案します。従来のスライドモードオブザーバー（SMO）の2つの主要な欠点、つまり、チャタリング現象と高次高調波について説明します。これらの欠点は、SMOの推定精度に影響し、システムの制御信頼性を低下させます。高次高調波を排除するために、フラックスSMOはPMフラックスでPMSM状態方程式を拡大することにより設計されています。フラックスSMOは、バック-EMF情報の代わりにフラックスリンケージを使用してローター速度と位置を推定します。さらに、推定結果のチャタリングを減らすために、提案されたフラックスSMOは、観測者のゲインを適応的に調整するために、1つの現在のサンプリング期間に繰り返し使用されます。提案されたIFSMOが設計された全体的なPMSMセンサーレス制御システムと、TMS320F28335デジタル信号プロセッサ（DSP）コントローラーを使用した実験プラットフォームが構築されています。提案されたIFSMOの優れたチャタリングの還元および高調波抑制特性は実験的に検証されており、実験結果は、実際のアプリケーションで提案されたIFSMOベースのPMSMセンサースキームを使用する可能性を検証します。

To improve the performance of permanent magnet synchronous motor (PMSM) drives, a sensorless control scheme based on a novel iterative flux sliding-mode observer (IFSMO) is proposed in this paper. Two major drawbacks of the conventional sliding-mode observer (SMO), namely, chattering phenomena and high-order harmonics, are discussed. These drawbacks affect the estimation accuracy of the SMO and reduce the control reliability of the system. To eliminate high-order harmonics, a flux SMO is designed by expanding the PMSM state equations with the PM flux. The flux SMO estimates the rotor speed and position using the flux linkage instead of back-EMF information. Moreover, to reduce the chattering in the estimation results, the proposed flux SMO is iteratively used in one current sampling period to adaptively adjust the observer gain. An overall PMSM sensorless control system based on the proposed IFSMO is designed, and an experimental platform using the TMS320F28335 digital signal processor (DSP) controller is built. The superior chattering reduction and harmonic suppression characteristics of the proposed IFSMO are experimentally validated, and the experimental results verify the feasibility of using the proposed IFSMO-based PMSM sensorless scheme in practical applications.