一种卡尔曼滤波器的永磁同步电机无速度传感器

张海刚, 张 磊, 王步来, 叶银忠, 万 衡, 徐 兵

(上海应用技术大学 轨道交通学院,上海 201418)

一种卡尔曼滤波器的永磁同步电机无速度传感器

张海刚, 张 磊, 王步来, 叶银忠, 万 衡, 徐 兵

(上海应用技术大学 轨道交通学院,上海 201418)

针对滑模观测器的永磁同步电机参数误差容易造成估算误差和反电动势中存在高频纹波分量的缺点，使用低通滤波器不能有效消除高频纹波，提出在滑模观测器前端引入卡尔曼滤波器来消除高频纹波，使得永磁同步电机的控制系统具有更好的稳态效果和动态响应。依据设计仿真搭建MATLAB平台,对提出新方法进行验证。试验结果表明增加卡尔曼滤波环节后的滑模观测器不仅鲁棒性强，而且在一定程度上有效抑制了抖振，在系统快速性及稳态性能上都有较好的效果。

卡尔曼滤波器； 无速度传感器； 永磁同步电机； 滑模观测器

0 引 言

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)由于简单结构、高功率因数、大起动转矩，在日常生活、工农业生产和国防建设等方面广泛被应用。在PMSM矢量控制系统中，其控制性能与闭环反馈的转子位置和转速的信息有很大的关联。但是高精度的传统传感器价格昂贵，也存在一些缺陷：由于电机系统有时需要在苛刻的环境下工作，所获得的转速信息精度较低。这种情况下系统成本成倍增加，操作维修困难[1-3]。因而无速度传感器控制策略应运而生，可以通过这种策略获得转子位置的精确信息，从而降低误差。因此无速度传感器控制方法受到广泛关注[4]。……