基于自适应EKF的PMSM无速度传感器控制.pdf

《基于自适应EKF的PMSM无速度传感器控制.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、电气传动2011年第41卷第3期ELECTRICDRIVE2O11Vo1．41No．3基于自适应EKF的PMSM无速度传感器控制聂建华，燕婧婧(安徽工业大学电气信息学院，安徽马鞍山243000)摘要：永磁同步电机无速度传感器控制中，鉴于固定的噪声协方差阵不能同时满足动态和稳态的要求，通过引入一种变参数的自适应扩展卡尔曼滤波器(EKF)，给出了一种永磁同步电机(PMsM)无速度传感器控制方案。以角加速度的值为选取依据，判断电机的运动状态，针对稳态过程和动态过程分别选定两组参数，以保证滤波器的快速性和稳定性，进而实现EKF的自适应控制。仿真结果表

2、明，与传统的EKF相比，本方法更具有实用性。关键词：永磁同步电机；无速度传感器控制；噪声协方差阵；转速估计；自适应扩展卡尔曼滤波器中图分类号：TM351文献标识码：APMSMSpeedSensorlessControlBasedonAdaptiveEKFNIEJian—hua，YANJing—jing(SchoolofElectricalEngineeringandInformation，AnhuiUniversityofTechnology，Maanshan243000，Anhui，China)Abstract：Inthecontrolof

3、PMSMspeedsensorlesssystem，fixednoisecovariancematrixescannotsatisfytherequirementofdynamicprocessandstaticprocess．ByintroducingakindofvariableparameterofadaptiveEKF。aschemeofPMSMspeedsensorlesscontrolwaspresented．Withthevalueoftheangularaccelerationtojudgethemotormovingstat

4、e，forstaticprocessanddynamicprocesstwogroupsofparametersweregiventoensuretherapidityandstabilityofthefilter，andthenrealizetheadaptivecontrolofEKF．Thesimulationre—suitsshowthat，thismethodhasbetterpracticabilitythantraditionalEKF．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)

5、；speedsensorlesscontrol；noisecovariancema—trixes；rotorvelocityestimation；adaptiveEKF且还带来了转速和转矩脉动；文献r4]及文献[5]1引言提出了基于滑模观测器的方法，该方法中的滑模永磁同步电机以其转矩惯量大、调速范围宽、变结构控制不需要准确的电机数学模型，具有很转矩脉动小等优点得到了广泛应用。在高性能永强的鲁棒性，但无法克服由于开关切换造成的抖磁同步电机控制系统中，离不开精确的速度信息，振问题；文献[6]在忽略电机转动惯量的情况下，但是高精度、高分辨率的速度传

6、感器不仅价格昂建立了电机的非线性状态方程，进行了EKF算法贵，增加了系统的成本，而且在低速时存在滞后，的推导，并研究了噪声特性对EKF的影响；文献检测速度的实时性不强。另外由于分辨率的限[7]采用EKF算法来估计电机转速，并通过实验制，还可能存在检测盲区。验证了该算法可以在很宽的速度范围内完成转速因此，很多学者围绕无速度传感器控制技估计，但是固定的噪声协方差阵在一定程度上影术[1展开了研究。文献[2]利用定子端电压直接响了估计精度和收敛速度。计算出转速和转子位置，这种方法易于实现、动态采用EKF算法估计电机转速时，传统的响应快、延迟小，但此方

7、法对电机参数的依赖性较EKF算法在电机动态和稳态中采用固定单一的大；文献[3]利用电机的凸极性，提出了一种低频噪声协方差阵。由于电机在动态和稳态中转速变信号注入法，此法可以使电机在低速甚至超低速化率的不同，加之磁场饱和等因素的影响，固定单范围内正常运行，但无法保证系统的动态性能，而一的噪声协方差阵难以兼顾动态和稳态的要求，作者简介：聂建华(1962一)，男，工学硕士，副教授，Email：njh@ahut．edu．cn16聂建华，等：基于自适应EKF的PMSM无速度传感器控制电气传动2011年第41卷第3期导致电机转速的估计效果不是很理想。本文

8、在充1u分研究EKF性质的基础上，提出了一种新的算1法：通过角加速度的值来判断电机的运动状态，在B==uc—r00o]不同的状态下选用不同的噪声协方差阵，保证电Lo