永磁同步电机（PMSM）具有效率高、功率密度大、功率因数高和动态性能好等优势，在工业驱动领域有着广阔的市场前景。根据转子永磁体结构，永磁同步电机有内置式(IPMSM)和表面式( SPMSM)。IPMSM与SPMSM比较，IPMSM拥有更好的过载能力，更高功率密度和更宽的速度范围。在永磁同步电机的矢量控制过程中，，传统的方法是利用位置传感器获取转子位置信息，但使用位置传感器的使用增加了产品的体积和成本，可靠性低。因此低成本鲁棒强的控制方法成为了新的研究课题。

随着多种低速IPMSM转子位置估计方法相继被提出，其中低速高频注入法滤波环节对系统动态性能的限制、逆变器存在电压误差导致补偿方式精确性不高，同时还引入了新的误差等问题。针对以上问题，IPMSM无传感器系统低速控制策略的研究提上了日程，成为了转子位置估计新的突破口。

1. 研究目的

一方面在基于高频注入的IPMSM无位置传感器低速控制中，通常采取滤波器获取转子位置信息和反馈电流环基频分量的方式，但滤波器会导致信号延迟产生位置误差，影响速度估计的准确度，限制电流环带宽，降低驱动性能。另一方面，为了让观测位置准确，补偿逆变器电压误差尤为重要，但是在数字控制系统中，存在切换周期的延迟，导致先计算后补偿的方法效果不佳。为了解决以上两个问题，设计出一种基于dq轴电压信号注入的转子位置观测方法。通过磁场定向控制（Field Oriented Controller,FOC）周期和电压信号注入周期交替进行，达到了两个周期之间的隔离，省去了滤波环节。

1. 国内外的研究现状

目前，低速IPMSM转子位置估计方法层出不穷，其中高频注入法最为常见。然而基于高频信号注入的无位置传感器控制方法也存在一些需要解决的问题，包括：减少滤波环节、逆变器存在电压误差有效补偿等。国内外学者对这些问题进行了研究，并给出了自己的解决方案。

1. 减少滤波环节研究现状

哈尔滨工业大学的张国强博士经过研究，提出了一种基于无滤波器方波信号注入的IPMSM初始位置检测方法，通过将无滤波器载波信号注入观测的转子d轴，获得较为精确的转子初始位置信息。该算法收敛速度较快，可在IPMSM转子静止或自由运行状态辨识初始位置，维持低速运行，位置观测的最大误差为。