導讀：電壓型磁鏈觀測器由于物理概念清晰、簡單易用而備受關注。然而電壓型磁鏈觀測器包含一純積分項，被積項的初始相位與直流偏置都會影響積分結果。所以對傳統電壓型磁鏈觀測器的改進措施有很多，本期文章主要介紹采用一階低通濾波器來替換掉純積分環節。

一、低通濾波器介紹

濾波器是作為一種選頻裝置，是信號處理中的一個重要的概念。目前主要由低通濾波器、高通濾波器和帶通濾波器三種，當然也可以按照電路工作原理分為有源和無源濾波兩大類。

1.1定義

電感阻高頻信號通過而允許低頻信號通過，電容的特性正好相反。信號能夠通過電感的濾波器或者通過電容連接到地的濾波器，對于低頻信號的衰減要比高頻信號小，稱為低通濾波器。

1.2原理

利用電容通高頻阻低頻，電感通低頻阻高頻的原理。對于需要截止的高頻，利用電容吸收、電感阻礙的方法不使它通過。對于需要放行的低頻，利用電容高阻，電感低阻的特點讓它通過。最簡單的的低通濾波器由電感和電容構成，如下圖。

圖1 RC無源低通濾波器

圖2 RC無源濾波器的幅頻特性曲線

二、低通濾波器替換純積分

電壓型磁鏈觀測器的表達式為：

低通濾波器的傳遞函數為：

2.1 低通濾波器的實現

2.2仿真驗證

圖3 150r/min時變積分項引起的誤差

從圖3可以發現，變電機參數定子電阻引起被積項產生誤差，純積分項引起直流偏置和相位誤差，用低通濾波器替換純積分項后在一定程度上改善直流偏置和初始值問題。但使用LPF，觀測值相比較于實際值，仍然存在幅值和相位的誤差。

三、總結

電機參數Rs存在偏差時，傳統電壓型磁鏈觀測器（純積分）會存在直流偏置和初始相位的問題，造成很大的觀測器誤差，特別是在低速區域情況下。現有的電壓型磁鏈觀測器的改進方法多種多樣，用其他環節來替換純積分環節更簡單一些，常見的有低通濾波器、高通濾波器及補償算法。