基于卡爾曼濾波的PMSM無傳感器控制.pdf

1、永磁同步電動(dòng)機(jī)因?yàn)槠溥\(yùn)行性能優(yōu)越，體積小等優(yōu)點(diǎn)在電機(jī)傳動(dòng)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。矢量控制因?yàn)榭刂品奖恪⒖煽浚墙?jīng)常被用到的一種控制方法。矢量控制需要知道電機(jī)轉(zhuǎn)子的信息，傳統(tǒng)的方法是使用專門的機(jī)械傳感器來獲取這些信息。但是機(jī)械傳感器容易受外界因素影響，同時(shí)還增加了電機(jī)控制成本，使電機(jī)的控制精度下降，應(yīng)用場(chǎng)合受到限制。因此如何不借助機(jī)械傳感器來獲取轉(zhuǎn)子信息就成為研究的熱點(diǎn)。這類不借助機(jī)械傳感器的控制方法稱為無傳感器控制方法。本文對(duì)無傳感器轉(zhuǎn)子信息

2、獲取做了許多研究。
　　首先本文探討了永磁同步電動(dòng)機(jī)無傳感器控制方法發(fā)展的背景與現(xiàn)狀，并介紹了主要的幾種無傳感器控制方法。
　　接著對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了詳細(xì)的描述，介紹了常用的三種坐標(biāo)系下的電機(jī)數(shù)學(xué)模型，分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)，為下一步的電機(jī)無傳感器控制做鋪墊。
　　然后深入研究了無傳感器控制方法適用于不同調(diào)速范圍的控制算法。先研究了適用于中高速階段的卡爾曼濾波方法。并針對(duì)擴(kuò)展卡爾曼濾波計(jì)算量大的缺點(diǎn)，建立了新

3、的電機(jī)模型，給出了降階線性卡爾曼濾波算法估計(jì)轉(zhuǎn)子信息的實(shí)現(xiàn)方法。此種算法不僅計(jì)算量減小了，同時(shí)也保證了估計(jì)精度。然后研究了兩種適用于低速階段的高頻電壓信號(hào)注入法。找出了這兩種方法的共同點(diǎn)，采用了基于定子電流統(tǒng)一模型卡爾曼濾波與高頻信號(hào)注入法結(jié)合的控制算法。
　　最后基于前文的分析研究，對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)的無傳感器控制算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了前面提出的算法的有效性，并給出了一種合適的中高速與低速算法的切換方案，驗(yàn)證了它的有效