基于定子磁链定向的五相永磁同步电机改进无差拍转矩控制

毛世雄; 蒋雪峰; 卢崇浚; 李洁; 魏积磊; 陈乐天; 杨锦豪

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基于定子磁链定向的五相永磁同步电机改进无差拍转矩控制

更新时间：2026-08-04

- 基于定子磁链定向的五相永磁同步电机改进无差拍转矩控制
- Improved deadbeat torque control for a five-phase permanent magnet synchronous motor based on stator flux orientation
- 航空工程进展 2026年页码：1-11
- 作者机构：
  
  1.南京理工大学自动化学院，南京 210094
  2.南京航空航天大学自动化学院，南京 210016
  3.苏州容昇电气科技有限公司，苏州 215000
- 作者简介：
  
  蒋雪峰(1987-), 男, 博士, 副教授, 硕士研究生导师。 E-mail: jxf@njust.edu.cn
- 基金信息：
  
  航空科学基金(20200028059001);苏州市科技计划项目(ZXL2023408);江苏省研究生科研与实践创新计划项目(SJCX25_0233)
- DOI：
  中图分类号： TM351;TM301.2
- 收稿：2026-06-01，
  
  修回：2026-07-06，
  
  网络首发：2026-08-04，
- 稿件说明：
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毛世雄,蒋雪峰,卢崇浚,等. 基于定子磁链定向的五相永磁同步电机改进无差拍转矩控制[J]. 航空工程进展.

MAO Shixiong,JIANG Xuefeng,LU Chongjun, et al. Improved deadbeat torque control for a five-phase permanent magnet synchronous motor based on stator flux orientation[J]. Advances in Aeronautical Science and Engineering.(in Chinese)
毛世雄,蒋雪峰,卢崇浚,等. 基于定子磁链定向的五相永磁同步电机改进无差拍转矩控制[J]. 航空工程进展. DOI：

MAO Shixiong,JIANG Xuefeng,LU Chongjun, et al. Improved deadbeat torque control for a five-phase permanent magnet synchronous motor based on stator flux orientation[J]. Advances in Aeronautical Science and Engineering.(in Chinese) DOI：

摘要

无人机航空电驱系统对电机控制的动态响应、稳态转矩品质和运行可靠性提出了较高要求。提出一种基于定子磁链定向的五相永磁同步电机改进无差拍转矩控制策略。通过定子磁链

轴-

轴坐标系实现转矩通道与磁链通道的结构性分离，建立数字系统一拍时延补偿模型，并设计全阶龙伯格电流观测器和比例积分（PI）补偿型混合磁链观测器以提升参数鲁棒性；同时结合五相相邻四矢量空间矢量脉宽调制（SVPWM）策略，降低五相电机谐波子空间对基波控制的影响。对改进无差拍控制律、数字系统一拍时延补偿模型、电流观测器和混合磁链观测器进行理论分析与对拖实验验证。结果表明：所提策略可保持较快动态响应，降低稳态转矩脉动和控制电压纹波，并提高参数失配条件下的运行稳定性。

Abstract

The deadbeat torque control for five-phase permanent magnet synchronous motors has the problems of torque-flux coupling， digital control delay， and sensitivity to parameter mismatches in traditional. A five-phase permanent magnet synchronous motor based on stator flux orientation is proposed， and a one-beat delay compensation model is established. The hybrid flux observer compensated full-order Luenberger current observer and proportional-integral （PI） is designed to enhance parameter robustness. A five-phase adjacent four-vector space vector pulse-width modulation strategy is employed to reduce the influence of the third-harmonic subspace on fundamental-plane control. The theoretical analysis and drag-test experimental verification are conducted on the improved deadbeat control law， the one-beat delay compensation model of the digital system， the current observer， and the hybrid flux observer. The results show that the proposed strategy can maintain fast dynamic response， reduces steady-state torque ripple and control voltage ripple， and improves stable operation under parameter mismatch conditions.

关键词

Keywords

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