基于EKF的PMSM无传感器控制系统研究

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1、第1期工矿自动化No．12O10年1月IndustryandMineAutomationJan．2010文章编号：1671—251X(2OLO)Ol一0047—05基于EKF的PMSM无传感器控制系统研究陈兆荣，张辉。～，张倩倩。，鱼瑞文～，李文斐。(1．中蓝连海设计研究院，江苏连云港222004；2．中国矿业大学信电学院，3．江苏省电力传动与自动控制工程技术研究中心，江苏徐州221008)摘要：文章分析了永磁同步电动机(PMSM)在d—g坐标系下的数学模型及其矢量控制原理，提出了一种将扩展卡尔曼滤波(EKF)原理应用于PMSM无传感器控制系统的方法，即在口一和d—

2、q坐标系下对PMSM的非线性方程进行线性化处理，利用EKF算法对PMSM的转子位置和转速进行实时在线估计，以满足实时控制要求。Matlab／Simulink仿真及dSPACE硬件平台实验结果表明，基于EKF的PMSM无传感器控制系统运行稳定，超调小，动、静态性能良好。关键词：永磁同步电动机；PMSM；无传感器控制；矢量控制；扩展卡尔曼滤波；EKF中图分类号：TD614．3文献标识码：A]ResearchofPMSMSensorlessControlSystemBasedonEKFCHENZhao—rong，ZHANGHui一，ZHANGQian—qian一，YURu

3、i—wen一，LIWen—fei(1．ChinaBluestarLehighEngineeringCorp．，Lianyungang222004，China．2．SchoolofInformationandElectricalEngineeringofCUMT．，Xuzhou221008，China．3．JiangsuResearchCenterofElectricDriveandAutomaticControlEngineeringTechnology，Xuzhou221008，China)Abstract：Mathematicalmodelofpermanent

4、magentsynchronousmotor(PMSM)anditsvectorcontrol收稿日期：2008—09—10作者简介：陈兆荣(1970一)，男，高级工程师，国家级注册电气工程师，现任中蓝连海设计研究院电控室主任，研究方向为电机控制。E—mail：zhanghuicumt@126．COrn运行研究[D]．杭州：浙江大学，2005．蛊BIANCHIN，JANGJH，SULSK．ComparisonofPMMotorStructuresandSensorlessControlTechniquesforZero-speedRotorPositionDetec

5、tion[J]．IEEETrans．PowerElectron，2007，22(6)：2466-2475．JANGJH，HAJI，0HTOM．AnalysisofPermanent-MagnetMachineforSensorlessControlBasedonHighFrequencySignalInjection[J]．IEEETrans．Ind．Applicat，2004，40(6)：1595-1604．图6带载时仿真波形(_厂一5Hz)沈涛．永磁同步电机数字交流伺服系统的研究ED]．试验证明了该方法能够在电动机低速范围内精确地西安：西安理工大学，2007．跟

6、踪到转子位置和估算出电动机的转速，满足无位王丽梅，郑建芬，郭庆鼎．基于载波注入的凸极永磁置无速度传感器永磁同步电动机矢量控制系统的精同步电动机无传感器控制[J]．电动机与控制学报，度要求，具有较强的可行性和可移植性。2005，9(4)：333—336．王丽梅，郑建芬，郭庆鼎．基于高频信号注入法的永磁参考文献：同步电动机无传感器控制EJ]．沈阳工业大学学报，Eli刘毅．基于高频注入的永磁同步电动机无传感器2004。26(6)：648—650．·48·工矿自动化2010年1月principleind-qcoordinatewereanalyzedandamethodof

7、applyingEKFinPMSMsensorlesscontrolsystemwasproposed．In8andd-pcoordinatesnonlinearequationsofPMSMwerelinearizedanditsrotorpositionandspeedwereestimatedrealtimelybyEKFalgorithm，SOastosatisfydemandofrealtimecontro1．TheresultsofMatlab／SimulinksimulationanddSPACEhardwareplatformtestshowed