基于非線性估計理論的永磁同步電機無傳感器控制方法的研究.pdf

1、永磁同步電機(PMSM)因其結構簡單、體積小、重量輕、損耗小、效率高和恒功率運行時調速范圍寬等特點，在高性能驅動系統(tǒng)中應用廣泛。在高性能電機驅動系統(tǒng)中需要快速的動態(tài)響應，良好的抗干擾能力以及對參數變化具有魯棒性，而影響這些因素的關鍵之一就是位置/速度傳感器。機械式的電機轉子位置/速度傳感器的存在，增加了電機轉軸上的轉動慣量，同時，也增加了連接位置/速度傳感器與控制系統(tǒng)之間的連接線和接口電路，使得驅動系統(tǒng)易受干擾部分增加。另外，機械式傳感

2、器的使用受到如溫度、濕度等條件的限制，而且由于機械式位置/速度傳感器的價格比較昂貴，其使用必將增加驅動系統(tǒng)的成本。近年來，電機無位置/速度傳感器控制已成為一個研究的熱點。目前，無位置傳感器控制方法主要分為兩類：一類是檢測反電動勢的轉子位置估算方法，它是基于電機反電動勢的位置和速度的相依性。由于在低速和零速時，反電動勢幾乎為零，所以其適合于中高速調速，同時，這種方法對于電機參數很敏感，對參數變化的魯棒性較差。另一類是高頻載波信號注入的轉子

3、位置估計方法，即是在定子端注入小幅值的高頻載波信號，應用穩(wěn)態(tài)坐標中的旋轉矢量來跟蹤空間凸極效應，它主要適用于電機低速和零速時的轉子位置檢測。 本文基于非線性估計理論的基本原理，研究了PMSM的無傳感器控制方法。首先，基于PMSM的數學模型，建立了電機的矢量控制仿真模型；其次，基于非線性估計領域經典的擴展卡爾曼濾波(EKF)算法，設計了PMSM的速度和位置估計器，實現了PMSM的無速度傳感器矢量控制；再次，基于非線性估計理論的最新