文档介绍：西华大学
硕士学位论文
基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机无传感器调速系统的研究
姓名:张相爱
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:魏金成
20080501
基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机无传感器调速系统的研究电力电子与电力传动专业研究生张相爱指导教师魏金成随着永磁同步电机在许多领域得到广泛应用,对永磁同步电机的研究成为一种必然的发展趋势,具有实际的意义和价值。永磁同步电机因其本文基于非线性估计理论的基本原理,研究了的无传感器控制方法。阐述了扩展卡尔曼滤波算法的原理及在本系统中的应用,构造了基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机矢量控制系统仿真模型,实现了无速度传感器仿真模型;其次,设计了扩展卡尔曼滤波器,通过检测电机端电压、相电流对电机转速和转子位置进行在线实时估计,实现了玹的无传感器矢量控制;最后,在环境下进行的系统仿真试验表明,该方法具有优良结构简单、体积小、重量轻、损耗小、特点,在高性能驱动系统中应用广泛。效率高和恒功率运行时调速范围宽等在高性能电机驱动系统中需要快速的动态响应,良好的抗干扰能力以及对参数变化具有鲁棒性,而影响这些因素的关键之一就是位置/速度传感器。近年来,电机无位置/速度传感器控制己成为一个研究的热点。在电机控制中的应用。首先,基于的数学模型,建立了电机的矢量控制
的转角跟踪特性和较好的转速跟踪特性,同时系统具有较强的抗负载扰动性能和较佳的控制性能。仿真结果验证了扩展卡尔曼滤波算法在无传感器电机控制中的有效性和合理性。结果表明本文的方法达到了预期的效果。关键词:永磁同步电机,,无传感器,扩展卡尔曼滤波
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作者签名:知搁,凑知辟隆萑导师签名:籀压戊加哆年麓跞声明本人声明所呈交的学术论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得西华大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文成果是本人在西华大学读书期间在导师指导下取得的,论文成果为西华大学所有,特此声明。西华大学硕士学位论文
髀永磁同步电机的特点及其国内外研究现状瞳“、体积小、重量轻、损耗小、效率高,和直它由于不需要无功励磁电流,因而效率高,功率因数高,力矩惯量比大,定子电流和定子电阻损耗减小,且转子参数可测、控制性能好;但它与异步电机相比,也有成本高、起动困难等缺点。和普通同步电动机相比,它省去了励磁装置,简化了结构,提高了效率。永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制,因此永磁同步电机矢量控近年来,随着永磁材料性能的不断提高和完善,特别是钕铁硼永磁的热展,加上永磁电机研究开发经验的逐步成熟,经大力推广和应用已有研究成我国是盛产永磁材料的国家,特别是稀土永磁材料钕铁硼资源在我都达到了。因此,对我国来说,永磁同步电动机有很好的应用前景。充分发挥我国稀土资源丰富的优势,大力研究和推广应用以稀土永磁电机为代表的各种永磁电机,对实现我国社会主义现代化具有重要的理论意义和实用价值。永磁同步电动机的波两种。因此,当转子旋转时,在定子上产生的反电动势波形也有两种:一流电机相比,它没有直流电机的换向器和电刷等缺点。和异步电动机相比,制系统引起了国内外学者的广泛关注。稳定性和耐腐蚀性的改善和价格的逐步降低以及电力电子器件的进一步发果,使永磁电机在国防、工农业生产和日常生活等方面获得越来越广泛的应用。常丰富,稀土矿的储藏量为世界其他各国总和的蹲笥遥懦啤跋⊥镣豕薄转子磁钢的几何形状不同,使得转子磁场在空间的分布可分为正弦波和梯形西华大学硕十学位论文
种为正弦波;另一种为梯形波。这样就造成两种同步电动机在原理、模型及控制方法上有所不同,为了区别由它们组成的永磁同步电动机交流调速系统,统,在原理和控制方法上与直流电动机系统类似,故称这种系统为无刷直流体通常呈瓦片形,并位于转子铁心的外表面上,这种电机的重要特点是直、交轴的主电感相等;而内置式永磁同步电机的永磁体位于转子内部,永磁体永磁电机的重要特点是直、交轴的主电感不相等。因此,这两种电机的性能永磁同步电机与无刷直流电机有许多类似之处,转子上均有永磁磁极,同步电机需要的定子电流为正弦波对称电流,无刷直流电机需要的定子电流为方波电流。由于电磁惯性,无刷直流电机的定子电流实际上为梯形波,而机脉动力矩大。在高精度伺服驱动中,永磁同步电机有较大竞争力。在另一方面,永磁同步电机单位电流产生的力矩较无刷直流电机单位电流