永磁同步電機(jī)速度辨識方法的研究.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)行測速，然而在電機(jī)轉(zhuǎn)速較低時，獲得的速度會存在較大的誤差，這會嚴(yán)重影響伺服系統(tǒng)的控制性能。隨著人們對電機(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。
　　針對這種情況，國際上的很多研究人員

2、已經(jīng)提出了速度觀測器的概念來進(jìn)行速度觀測。速度觀測器具有以下優(yōu)點：精度高，可靠性好，實時性強(qiáng)。它基本能夠滿足工業(yè)上對速度的跟蹤要求。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際應(yīng)用。然而近年來計算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)，數(shù)字信號處理器的數(shù)據(jù)處理能力也越來越強(qiáng)，這為速度觀測器的實際應(yīng)用提供了可能。目前,速度觀測器已在許多領(lǐng)域獲得了良好的應(yīng)用，隨著速度觀測器理論的發(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)的速度辨識方法,并分析了其優(yōu)缺點，然后研究了永磁同步電動機(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，針對這個弊端，提出了Luenberger速度觀測器和卡爾曼濾波器兩種速度觀測的方案，并對這兩種速度觀測器進(jìn)行了分析和研究。然后在Matlab中對上述兩種觀測器進(jìn)行了建模和仿真分析，發(fā)現(xiàn)Luenberger速度觀測器和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)動系統(tǒng)的硬件平臺,對經(jīng)過低通濾波的位置差分速度以及兩種觀測器的觀測速度分別在高速和低速情況下進(jìn)行了實驗對比。實驗表明，在高速時Luenberger速度觀測器上升時間短，超調(diào)量小，改善了同步跟隨運動控制系統(tǒng)擾動響應(yīng)和信號響應(yīng)性能；在低速時Luenberger速度觀測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