永磁無刷直流電機(jī)UKF轉(zhuǎn)子位置估計(jì)及變結(jié)構(gòu)控制.pdf

1、永磁無刷直流電機(jī)具有較高的效率和功率密度，因其體積小、重量輕、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制各個(gè)領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的永磁無刷直流電機(jī)是通過轉(zhuǎn)子位置傳感器得到確切的轉(zhuǎn)子位置信號來實(shí)現(xiàn)換相和調(diào)速的。但是，位置傳感器對電機(jī)成本、體積、可靠性等方面都帶來了不利影響。因此，永磁無刷直流電機(jī)的無位置傳感器控制具有很大的實(shí)際意義，成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。同時(shí)，電機(jī)自身參數(shù)及負(fù)載擾動會影響它的控制性能，控制器的優(yōu)劣也限制著電機(jī)的控制精度。

2、 針對上述問題，本文研究了基于Unscented卡爾曼濾波(UKF)的永磁無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速估計(jì)方法，并利用卡爾曼濾波器改進(jìn)了基于趨近律的滑模變結(jié)構(gòu)永磁無刷直流電機(jī)速度控制系統(tǒng)。 首先，本文介紹了永磁無刷直流電機(jī)的基本原理和控制方法，并且對比了無位置傳感器控制中常用的位置檢測方法，提出了一種基于UKF的電機(jī)狀態(tài)估計(jì)方法。通過電機(jī)的數(shù)學(xué)模型建立其非線性狀態(tài)方程，將UKF應(yīng)用于電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速的估計(jì)中，去除了建模誤

3、差、量測誤差、外界干擾和負(fù)載變化對電機(jī)參數(shù)估計(jì)的影響，并分析了電機(jī)參數(shù)統(tǒng)計(jì)特性的變化對估計(jì)結(jié)果的影響。 其次，本文介紹了滑模變結(jié)構(gòu)控制器的基本設(shè)計(jì)方法，分析了抖振的產(chǎn)生，采用趨近律設(shè)計(jì)了滑模變結(jié)構(gòu)控制器，并且針對噪聲干擾，使用卡爾曼濾波對控制器進(jìn)行了改進(jìn)。仿真結(jié)果表明，該方法不但能夠突出反映滑模變結(jié)構(gòu)控制對系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)和外部擾動的魯棒性，而且濾波器可以有效地削弱控制器抖振，增加控制系統(tǒng)的精度。 最后，本文介紹了永磁無刷直