永磁同步電機(jī)速度辨識(shí)方法的研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，永磁同步電機(jī)的伺服系統(tǒng)控制性能也得到大幅提升,并在工業(yè)控制領(lǐng)域有越來越多的應(yīng)用。在永磁同步電機(jī)速度辨識(shí)這一領(lǐng)域，傳統(tǒng)的方法是通過旋轉(zhuǎn)光電編碼器來進(jìn)行測(cè)速，然而在電機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，獲得的速度會(huì)存在較大的誤差，這會(huì)嚴(yán)重影響伺服系統(tǒng)的控制性能。隨著人們對(duì)電機(jī)反饋的速度精度要求越來越高,傳統(tǒng)的通過光電編碼器直接位置差分或者經(jīng)過低通濾波的速度，已經(jīng)不能滿足越來越高的精度要求。
　　針對(duì)這種情況，國(guó)際上的很多研究人員

2、已經(jīng)提出了速度觀測(cè)器的概念來進(jìn)行速度觀測(cè)。速度觀測(cè)器具有以下優(yōu)點(diǎn)：精度高，可靠性好，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。它基本能夠滿足工業(yè)上對(duì)速度的跟蹤要求。但由于這種算法比較復(fù)雜，所以在工程中并沒有太多的實(shí)際應(yīng)用。然而近年來計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)，數(shù)字信號(hào)處理器的數(shù)據(jù)處理能力也越來越強(qiáng)，這為速度觀測(cè)器的實(shí)際應(yīng)用提供了可能。目前,速度觀測(cè)器已在許多領(lǐng)域獲得了良好的應(yīng)用，隨著速度觀測(cè)器理論的發(fā)展，它必將大大提高交流伺服系統(tǒng)的整體控制性能。
　　本文介紹了近年來出

3、現(xiàn)的速度辨識(shí)方法,并分析了其優(yōu)缺點(diǎn)，然后研究了永磁同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)建模以及它的控制和傳感器技術(shù)，接著分析了通過光電編碼器的反饋數(shù)據(jù)直接獲得速度所帶來的弊端，針對(duì)這個(gè)弊端，提出了Luenberger速度觀測(cè)器和卡爾曼濾波器兩種速度觀測(cè)的方案，并對(duì)這兩種速度觀測(cè)器進(jìn)行了分析和研究。然后在Matlab中對(duì)上述兩種觀測(cè)器進(jìn)行了建模和仿真分析，發(fā)現(xiàn)Luenberger速度觀測(cè)器和Kalman濾波器都能夠較好的進(jìn)行狀態(tài)跟蹤，改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能

4、，提高系統(tǒng)的控制精度。
　　最后，本文在仿真的基礎(chǔ)上，通過永磁同步電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的硬件平臺(tái),對(duì)經(jīng)過低通濾波的位置差分速度以及兩種觀測(cè)器的觀測(cè)速度分別在高速和低速情況下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對(duì)比。實(shí)驗(yàn)表明，在高速時(shí)Luenberger速度觀測(cè)器上升時(shí)間短，超調(diào)量小，改善了同步跟隨運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)擾動(dòng)響應(yīng)和信號(hào)響應(yīng)性能；在低速時(shí)Luenberger速度觀測(cè)器依然可以以較小的誤差進(jìn)行速度跟蹤，相同條件下，卡爾曼濾波器精度更高，并可以在更低速進(jìn)行較好的