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采用滑模算法的永磁同步电机(PMSM)无传感器控制系统由于兼具结构简单、效率高、鲁棒性好等诸多优点,在工业控制领域市场占比逐渐扩大。然而基于传统滑模算法(TSMO)的PMSM控制系统抖振误差大,不能满足机床、机器人、纯电动汽车等领域对控制精度要求较高的需求。因此,研究改进的滑模观测器使其在有效抑制抖振的同时提高估算精度具有非常重要的工程意义。本文从PMSM的数学模型出发,确立了SVPWM矢量控制方案及i_d=0的控制策略,分析了TSMO无感控制系统构建方法并对其进行改进。针对TSMO中存在的高频抖振、电机转子位置估算误差大的问题,采用增设次级反电势观测器的方法,将反电势观测信号作为反馈引入滑模算法中,构成反电势-滑模(BEO-SMO)两级观测方程,得到了更为平滑和准确的反电势信号,从而实现转子位置的高精度跟踪。通过Lyapunov稳定性理论证明其收敛性,理论分析表明,增设二级观测器后的BEO-SMO具有卡尔曼滤波效果,相当于对反电势信号进行二次滤波,同时避免了相移问题,极大地抑制了抖振,增强了系统鲁棒性。另外,通过改变切换函数、锁相环等方式进一步降低系统抖振。在MATLAB中搭建TSMO和BEO-SMO仿真模型,对本文所提算法的可行性和有效性进行验证。对比于TSMO仿真分析结果,增设反电势观测器后的控制系统能有效抑制抖振,提高转子位置的估算精度,动态响应特性更好。最后,以TMS320F28335和PS21865为核心元件搭建了PMSM无感控制系统实验平台,对所提出的基于BEO-SMO观测器的PMSM无传感器控制系统进行验证,实验结果表明该控制系统能够保持良好的运行特性,无感算法估算精度满足要求。