一、原理介绍

超螺旋滑模观测器(super twisting algorithm SMO, STA-SMO)是一种二阶滑模算法,其二阶滑模控制面的轨迹绕着原点盘旋.由于观测器中加入了滑模切换函数的积分项,滑模轨迹是光滑连续的,有效降低了系统的抖振

采用固定的滑模系数来实现转速和转子位置的精确估计，只能在较窄的转速范围内有较高的估计精度，系统抖振较大，对干扰的抑制能力差，不能满足对永磁同步电机驱动系统的控制可靠性要求。较大的滑模系数可能导致电机低速运行时无传感器控制系统产生严重抖振甚至导致系统不稳定，但系统的抗干扰能力强。相反，较小的滑模系数可以较好地抑制系统抖振，但系统的快速响应性能降低，因此，基于转速或扰动在线调整滑模系数是非常有必要的。

提出了一种可以在线调整滑模系数的自适应超螺旋滑模观测器该滑模观测器具有较高的估计精度，可以很好地抑制由滑模控制产生的系统抖振现象。

系统的整体框图如图所示，在本仿真中暂时并未引入模糊PI。

二、仿真模型

在MATLAB/simulink里面验证所提算法，搭建仿真。采用和实验中一致的控制周期1e-4，电机部分计算周期为1e-6。仿真模型如下所示：

仿真工况：电机空载零速启动，0s阶跃给定转速500rpm，0.4s施加额定负载，0.7sz给定转速阶跃到1000rpm

（以下仿真波形，前一个由超螺旋滑模观测器给出，后一个由自适应超螺旋滑模观测器给出）

2.1给定转速、实际转速和估计转速

2.2估计转速与实际转速误差

2.3估计转角与实际转角

2.4估计转角与实际转角误差

针对传统的超螺旋滑模控制采用固定滑模系数，滑模系数取得较大或者较小均达不到理想的效果，因此提出了滑模系数根据电机转速而实时更新的变滑模系数控制方案，通过仿真分析可以看出，采用变滑模系数的超螺旋滑模观测器效果更好。