基于UKF的永磁同步電機無傳感器控制方法的研究.pdf

1、永磁同步電動機具有功率密度高、運行效率高和無需勵磁電流等優(yōu)點，目前已經(jīng)廣泛應用于交流調速系統(tǒng)中，但高性能的伺服控制系統(tǒng)需要精確的轉子位置和速度信息去實現(xiàn)轉子位置定向。在傳統(tǒng)的運動控制系統(tǒng)中，通常采用光電編碼器等來檢測轉子的位置和速度。然而這些機械式傳感器增加了系統(tǒng)的成本，降低了系統(tǒng)的可靠性，限制了永磁同步電動機的應用范圍。因此，取消這些檢測裝置已經(jīng)成為當今的研究熱點。
　　 目前，各國學者已經(jīng)提出了多種轉子位置自檢測的方法，但大

2、多存在對電機參數(shù)變化敏感、魯棒性差、低速時檢測精度低等問題。因此需要深入研究包括大范圍高精度的轉子位置檢測方法。本文基于非線性估計理論的基本原理，研究了運用無色卡爾曼濾波算法（Uncented Kalman Filter, UKF）的思想來設計PMSM的速度和位置估計器，從而實現(xiàn)PMSM的無傳感器的控制。本文主要做了如下研究工作：
　　 首先，基于PMSM的數(shù)學模型，建立了電機的矢量控制仿真模型；其次，研究了非線性估計方法的最新

3、進展，深入分析了無色卡爾曼濾波算法的穩(wěn)定性和精確性，理論證明了UKF方法是一種優(yōu)于擴展卡爾曼濾波(Extended Kalman Filter, EKF)，可應用于實時控制的非線性自回歸最優(yōu)狀態(tài)估計方法；此外，應用無色卡爾曼濾波方法設計了PMSM的速度和位置估計器，通過無色卡爾曼濾波器估計電機轉速和轉角等反饋狀態(tài)量，實現(xiàn)了PMSM的無速度傳感器矢量控制。并且，運用Matlab/Simulink對PMSM無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)進行了驗證