基于擴(kuò)展卡爾曼濾波器的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、永磁交流伺服系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等的重要組成部分，隨著加工制造、汽車等行業(yè)的發(fā)展，已成為國內(nèi)外研究和應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。在對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)的數(shù)學(xué)模型和控制理論進(jìn)行全面、深入研究的基礎(chǔ)上，本文在PMSM的參數(shù)估計(jì)、無位置傳感器控制和直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)方面做了大量的理論和實(shí)驗(yàn)研究。 論文給出了PMSM直接轉(zhuǎn)矩控制的實(shí)現(xiàn)方法，推導(dǎo)出在電流限制條件下，基速以上采用MTPF(最大轉(zhuǎn)矩磁鏈)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定條件。

2、 論文提出了一種基于擴(kuò)展卡爾曼濾波器(EKF)的PMSM．直接轉(zhuǎn)矩控制方法，直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的性能很大程度上取決于定子磁鏈估計(jì)精度，而它們的精度既取決于合適磁鏈的估計(jì)模型，又決定于定子電流、電壓的測(cè)量精度。擴(kuò)展卡爾曼濾波器是建立在基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下由定子電流、電壓、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和其它電機(jī)參量所構(gòu)成的電機(jī)模型上，將定子電流、定子磁鏈、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子角位置作為狀態(tài)變量，定子電壓為輸入變量，定子電流為輸出變量。通過對(duì)磁鏈和轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制，降

3、低電流、電壓測(cè)量的隨機(jī)誤差，提高定子磁鏈的估計(jì)精度，于此同時(shí)還能估計(jì)出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。該方法有效提高了定子磁通觀測(cè)的準(zhǔn)確性，并對(duì)電機(jī)參數(shù)變化和負(fù)載擾動(dòng)具有較強(qiáng)的魯棒性。由于卡爾曼濾波器不需要準(zhǔn)確的初始值，所以解決了直接轉(zhuǎn)矩控制對(duì)轉(zhuǎn)子初始位置的要求，該方法是一種本質(zhì)上的無位置傳感器控制方法，可以極大地提高控制系統(tǒng)的性能，仿真結(jié)果證明了該方法的有效性。最后針對(duì)仿真結(jié)果的偏差，提出了改進(jìn)措施。 在上述工作的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出基于TMS3