基于EKF的PMSM無(wú)位置傳感器矢量控制系統(tǒng)性能研究.pdf

1、永磁同步電機(jī)（PMSM）以其體積小、重量輕、功率密度大、效率高、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)受到了電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研發(fā)人員的高度重視，并且在伺服系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人以及航空航天和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。論文以永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器矢量控制為研究對(duì)象，重點(diǎn)研究基于擴(kuò)展卡爾曼濾波（EKF）的永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器矢量控制系統(tǒng)的相關(guān)理論和技術(shù)，為擴(kuò)展卡爾曼濾波在永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器控制系統(tǒng)中的應(yīng)用奠定理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　首先在對(duì)永磁

2、同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合矢量控制理論和電壓空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)，建立了基于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)，并且在Matlab/simlink仿真環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的仿真，通過(guò)仿真結(jié)果表明永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)性能。
　　接著，在對(duì)卡爾曼濾波理論和擴(kuò)展卡爾曼濾波算法進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上，對(duì)永磁同步電機(jī)在d-q坐標(biāo)系下的非線性數(shù)學(xué)模型進(jìn)行線性化的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的永

3、磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感控制系統(tǒng)，并在Matlab/simlink仿真環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感矢量控制系統(tǒng)的仿真，并對(duì)系統(tǒng)在空載和負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速跟蹤能力進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果表明采用擴(kuò)展卡爾曼濾波的永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器矢量控制系統(tǒng)無(wú)論在空載和負(fù)載時(shí)，均保持了較好的轉(zhuǎn)速和位置的跟蹤性能。
　　永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合，不同場(chǎng)合的負(fù)載類型各不相同，并且永磁同步電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中電機(jī)參數(shù)將隨著溫度、

4、電流等因素的變化而變化，為使基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器矢量控制系統(tǒng)在不同負(fù)載類型和電機(jī)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)也能可靠的應(yīng)用，本文考察了不同負(fù)載類型和永磁同步電機(jī)參數(shù)變化對(duì)基于擴(kuò)展卡爾曼濾波算法無(wú)位置傳感器控制系統(tǒng)的魯棒性，結(jié)果表明基于擴(kuò)展卡爾曼濾波算法的無(wú)位置傳感器控制系統(tǒng)在負(fù)載類型發(fā)生變化和電機(jī)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)具有較強(qiáng)的魯棒性。擴(kuò)展卡爾曼濾波算法中的協(xié)方差矩陣的選擇直接影響著系統(tǒng)的性能，本文通過(guò)對(duì)協(xié)方差矩陣在不同取值時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)子位