永磁同步电机调速系统-毕业论文 (2)

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1、摘要摘要电力电子技术，微电子技术以及DSP技术和现代电机控制理论的发展，使得永磁同步电机交流调速系统得以迅速推广。永磁同步电机要进行有效地控制，需要准确的转子速度和位置信息，这些信息都是通过安装在电机轴上的机械速度传感器来提供。由于使用机械速度传感器存在着许多的弊端，因而永磁同步电机无速度传感器控制技术的研究受到了国内外学者的广泛关注。目前，出现了许多的永磁同步电机无速度传感器控制方法。本文主要以扩展卡尔曼滤波器为基础，设计了永磁同步电机的无速度传感器控制方案。然后针对扩展卡尔曼滤波器的方法存在线性化误差和噪声协方差矩阵参数选取困难等问题，提出了一种基于自适

2、应扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机无速度传感器控制方案。本文首先介绍了当前永磁同步电机调速系统的发展概况，简要分析了当前永磁同步电机无速度传感器控制技术的几种主要方法的特点及存在问题。接着介绍了永磁同步电机的数学模型和调速系统的原理。在对扩展卡尔曼滤波器的原理进行介绍之后，设计了基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机无速度传感器控制方案，并从扩展卡尔曼滤波器的开环状态估计、应用估计结果进行闭环控制、协方差矩阵参数的选取、系统模型不准确对估计结果的影响以及估计结果的修正方法等方面进行了仿真研究，验证了取代机械速度传感器的可行性。最后研究了基于Sage-Husa噪声估

3、计器的自适应扩展卡尔曼滤波器的原理，并将其成功地应用到了永磁同步电机的无速度传感器控制中。仿真结果表明，基于自适应扩展卡尔曼滤波器的方法，不仅可以准确地估计出电机的速度和转子位置，而且可以自适应地确定系统噪声协方差矩阵参数。与传统的扩展卡尔曼滤波器的方法相比，基于自适应扩展卡尔曼滤波器的方法具有更好的实用性。关键词：永磁同步电机，无速度传感器，扩展卡尔曼滤波，自适应估计，Sage-Husa噪声估计器Ⅰ摘要AbstractWiththerapidprogressinpowerelectronictechnology,microelectronictechnol

4、ogy,especiallydigitalsignalprocessors(DSP),andcontroltheory,permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)ACservosystemsarewidelyutilized.ForeffectivecontrolofPMSM,exactrotorspeedandpositionareneeded,whichareusuallyobtainedbymechanicalspeedsensorwhichisinstalledonthemotorshaft.Sincethereare

5、somedisadvantagesinusingmechanicalspeedsensor,thetechniquesofspeedsensorlesscontrolofPMSMarewidelyconcernedbyscholarshomeandabroad.Tillnow,manyspeedsensorlesscontrolmethodsofPMSMhavebeenproposed.ThispapermainlystudiesaspeedsensorlesscontrolschemeofPMSMbasedonextendedKalmanfilter(EK

6、F).Then,consideringtheproblemsofEKFwherethereexistlinearizationerroranddifficultiesinchoosingthecovariancematricesofnoise,anewspeedsensorlesscontrolschemeofPMSMbasedonadaptiveextendedKalmanfilter(AEKF)isproposed.Inthispaper,thebackgroundofresearchonACservosystemisintroducedfirstly,

7、andthecharacteristicsandflawsofmajorspeedsensorlesscontrolmethodsofPMSMarediscussedinbrief.ThenthemathematicalmodelofPMSMandthemechanismofPMSMspeed-regulationsystemareillustrated.AftertheanalysisofmechanismofEKF,thespeedsensorlesscontrolschemeofPMSMisdesigned,thentheperformancesofE

8、KFarestudiedbysimulationde