引言

出于安全和控制原因，如果測得的扭矩與參考值（加速踏板）之間的差異超過制造商設定的最小閾值，電動汽車（EV/HEV）的推進系統將會停止。此外，永久磁鐵同步電機（PMSM）中的扭矩波動問題也有相關研究[1]。傳統的使用機械傳感器的扭矩測量方法成本高昂且體積龐大。因此，扭矩信息通常通過數據預測系統獲得，但這可能會限制測量的準確性。為了提高扭矩估計的準確性并降低成本，已經開發了不需要機械傳感器的基于軟件的傳感器方法[2]、[3]和[4]。在[5]中提出了一種利用反電動勢（BEMF）和觀測器技術來實現無刷直流電機無傳感器扭矩估計的方法。同樣，在[6]中提出了一種使用Luenberger觀測器的感應電機無傳感器扭矩估計方法。該方法基于感應電機的數學模型，能夠在不同的工作條件下實現穩健的扭矩估計。[2]、[3]和[4]中提出的方法考慮了磁飽和和磁退磁因素，以確保更好的扭矩估計準確性。然而，在使用與早期ZOE電動汽車相似的繞線轉子同步電機（WRSM）的BEMEVE全功率測試臺（https://renault-chair.ec-nantes.fr/bemeve）進行驗證時，由于求解時變Riccati方程的計算復雜性，該方法會導致實時超調現象。此外，在[7]中假設WRSM中的磁不確定性是緩慢變化的參數——這一假設在本文中沒有采用——并且[7]中沒有提供這一假設的正式證明。此外，也沒有考慮定子電阻和轉子速度的變化。第IV-C節詳細比較了本文提出的方法與[3]和[7]中的方法。在本文中，我們提出了一種新的扭矩觀測器，該觀測器能夠處理磁不確定性、定子電阻和電機速度的變化，從而提高了扭矩估計的準確性和穩健性。這種方法通過在BEMEVE真實功率測試臺上的實驗測試得到了驗證。