基于STAEKF的PMLSM無(wú)位置傳感器控制系統(tǒng)研究.pdf

1、傳統(tǒng)永磁直線(xiàn)同步電機(jī)（PMLSM）控制系統(tǒng)依賴(lài)于物理位置傳感器檢測(cè)電機(jī)位置與速度，增加了系統(tǒng)成本和維護(hù)難度，降低了系統(tǒng)可靠性。因此，PMLSM無(wú)位置傳感器控制技術(shù)成為近年的研究熱點(diǎn)。本文重點(diǎn)研究了PMLSM無(wú)位置傳感器控制系統(tǒng)中的核心問(wèn)題——位置與速度估計(jì)問(wèn)題，并對(duì)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(jī)械結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，建立了PMLSM數(shù)學(xué)模型。在分析FOC和

2、DTFC原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)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(dòng)問(wèn)題，并提出了一種推力脈動(dòng)抑制方案。
　　其次，針對(duì)非線(xiàn)性系統(tǒng)估計(jì)中常用的擴(kuò)展Kalman濾波（EKF）算法對(duì)模型準(zhǔn)確性要求高，穩(wěn)態(tài)后失去對(duì)突變狀態(tài)跟蹤能力的問(wèn)題，引入了帶次優(yōu)漸消因子的擴(kuò)展Kalman濾波（SFEKF）算法。針對(duì)電樞繞組溫漂明顯，容易影響估計(jì)結(jié)果的問(wèn)題，將電樞繞組納入SFEKF觀測(cè)范圍，改進(jìn)了SFEKF觀測(cè)器，提出ST

3、AEKF觀測(cè)器。設(shè)計(jì)了基于STAEKF觀測(cè)器的PMLSM無(wú)傳感FOC系統(tǒng)和無(wú)傳感DTFC系統(tǒng)，并利用STAEKF觀測(cè)器估計(jì)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(wú)傳感FOC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)無(wú)傳感FOC系統(tǒng)做了實(shí)驗(yàn)分析與研究。經(jīng)仿真和實(shí)驗(yàn)分析得出，F(xiàn)OC系統(tǒng)跟蹤精度高，調(diào)速范圍寬，但計(jì)算復(fù)雜；DTFC系統(tǒng)存在靜止誤差，推力脈動(dòng)明顯，