基于STAEKF的PMLSM無位置傳感器控制系統(tǒng)研究.pdf

1、傳統(tǒng)永磁直線同步電機（PMLSM）控制系統(tǒng)依賴于物理位置傳感器檢測電機位置與速度，增加了系統(tǒng)成本和維護難度，降低了系統(tǒng)可靠性。因此，PMLSM無位置傳感器控制技術(shù)成為近年的研究熱點。本文重點研究了PMLSM無位置傳感器控制系統(tǒng)中的核心問題——位置與速度估計問題，并對比分析了PMLSM矢量控制（FOC）系統(tǒng)和直接推力控制（DTFC）系統(tǒng)。
　　首先，在分析PMLSM機械結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，建立了PMLSM數(shù)學模型。在分析FOC和

2、DTFC原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計了PMLSM傳統(tǒng)FOC系統(tǒng)和DTFC系統(tǒng)。分析了DTFC系統(tǒng)的推力脈動問題，并提出了一種推力脈動抑制方案。
　　其次，針對非線性系統(tǒng)估計中常用的擴展Kalman濾波（EKF）算法對模型準確性要求高，穩(wěn)態(tài)后失去對突變狀態(tài)跟蹤能力的問題，引入了帶次優(yōu)漸消因子的擴展Kalman濾波（SFEKF）算法。針對電樞繞組溫漂明顯，容易影響估計結(jié)果的問題，將電樞繞組納入SFEKF觀測范圍，改進了SFEKF觀測器，提出ST

3、AEKF觀測器。設(shè)計了基于STAEKF觀測器的PMLSM無傳感FOC系統(tǒng)和無傳感DTFC系統(tǒng)，并利用STAEKF觀測器估計PMLSM的位置和速度。
　　最后，在Matlab/Simulink環(huán)境中，搭建了上述系統(tǒng)的仿真模型，分析并比較了各系統(tǒng)的性能。建立了PMLSM無傳感FOC實驗系統(tǒng)，對無傳感FOC系統(tǒng)做了實驗分析與研究。經(jīng)仿真和實驗分析得出，F(xiàn)OC系統(tǒng)跟蹤精度高，調(diào)速范圍寬，但計算復雜；DTFC系統(tǒng)存在靜止誤差，推力脈動明顯，