基于卡爾曼濾波的無位置傳感器永磁電機矢量控制研究.pdf

1、永磁交流伺服系統(tǒng)具有效率高、轉動慣量小、過載能力大等優(yōu)點，在交流調速系統(tǒng)中得到廣泛應用，近年來發(fā)展迅速。特別是無位置傳感器控制技術引起了國內外學者的廣泛關注。本文在深入研究無位置傳感器控制原理的基礎上，提出了切實可行的無位置傳感器矢量控制新方法。
　　本文首先分析了永磁同步電機多坐標系下的數(shù)學模型及轉矩電磁關系，闡述了直軸電樞電流等于零的矢量控制策略，并將電壓空間矢量脈寬調制技術應用于電機矢量控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了電壓空間矢量的近似連續(xù)

2、調節(jié)，提高了電壓利用率，減小了諧波含量及轉矩脈動，因此使得系統(tǒng)的性能得到很大的改善。建立Matlab/Simulink仿真模型進行驗證，證明了理論分析的正確性。
　　重點研究了永磁電機無位置傳感器的控制策略。建立電機α-β坐標系下的數(shù)學模型，將擴展卡爾曼濾波算法用于電機轉子位置和轉速估計，結合擴展卡爾曼濾波原理實現(xiàn)轉子位置及轉速的實時在線最優(yōu)估計。在Matlab/Simulink環(huán)境下，通過S函數(shù)建立卡爾曼濾波仿真模型，對無位置傳

3、感器及有位置傳感器控制系統(tǒng)進行仿真對比，仿真結果表明該方法可以較好的實現(xiàn)轉速轉角的跟蹤。
　　最后，在研究卡爾曼濾波算法的基礎上，提出將狀態(tài)反饋線性化控制策略與EKF相結合的狀態(tài)估計算法，以實現(xiàn)對電機轉速、轉角實時在線估計。狀態(tài)反饋線性化控制策略通過引入新的狀態(tài)空間坐標系，將電機模型轉化為該坐標系下的線性模型，取代常規(guī)的采用一階泰勒展開、忽略高次項的方法對電機模型非線性參數(shù)進行的線性化處理，避免了對高次項忽略帶來的誤差。通過仿真驗