检索结果-内蒙古大学图书馆

电力电子技术 2019年第10期53卷 60-63页

作者：臧瑞真黄开启江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000 江西理工大学机电工程学院江西赣州341000

针对传统扩展卡尔曼滤波(EKF)存在估计精度不高且滤波易发散问题,提出一种基于多重渐消因子EKF的永磁同步电机(PMSM)无传感器控制策略。该策略将系统模型的时变参数和噪声等引起的误差等效为滤波估计误差,利用新息协方差估计值选取多重... 详细信息

针对传统扩展卡尔曼滤波(EKF)存在估计精度不高且滤波易发散问题,提出一种基于多重渐消因子EKF的永磁同步电机(PMSM)无传感器控制策略。该策略将系统模型的时变参数和噪声等引起的误差等效为滤波估计误差,利用新息协方差估计值选取多重渐消因子来修正一步预测均方误差阵,使各通道具有自适应调节能力,进而提高对系统各个状态变量的估计精度和整体滤波性能。同时设计模糊比例积分微分(PID)速度控制器进一步改善电机速度响应。应用Matlab/Simulink建立PMSM无传感器控制模型,仿真结果表明:改进的EKF具有较高的估计精度和自适应能力,有效提高了PMSM控制系统的动态响应和稳态性能。

关键词：永磁同步电机无传感器控制扩展卡尔曼滤波多重渐消因子

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一种改进EKF的PMSM无传感器控制策略

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微特电机 2013年第6期41卷 54-56,63页

作者：何龙飞王崇武单友辉王新星西北工业大学陕西西安710072

在无传感器的永磁同步电动机控制系统中,环境温度的变化会引起电机的参数(如电感、电阻等)的变化,扩展卡尔曼滤波器(EKF)的增益矩阵并不能自适应调整跟踪变化,特别是突变的状态变量的变化,导致状态估计不准。针对稳态时跟踪能力变差的问... 详细信息

在无传感器的永磁同步电动机控制系统中,环境温度的变化会引起电机的参数(如电感、电阻等)的变化,扩展卡尔曼滤波器(EKF)的增益矩阵并不能自适应调整跟踪变化,特别是突变的状态变量的变化,导致状态估计不准。针对稳态时跟踪能力变差的问题,引入一种带多重次优渐消因子的扩展卡尔曼滤波器(SMFEKF)来估算转子速度和位置,仿真结果表明,该算法能改善扩展卡尔曼滤波器的动态跟踪能力,具有精度高、实时性强,鲁棒性好,适合于频繁起动、制动等工作应用场合。

关键词：永磁同步电动机无传感器控制强跟踪滤波带多重次优渐消因子的扩展卡尔曼滤波

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基于自适应EKF的感应电机无传感器控制

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实验技术与管理 2023年第9期40卷 117-124页

作者：胡堃徐磊周君威田里思中国矿业大学电气工程学院江苏徐州221116

针对传统EKF(TEKF)需要长时间试凑噪声协方差矩阵且噪声特性变化时估算性能下降甚至发散的问题,提出了一种基于极大似然估计准则和有限记忆指数加权的自适应EKF算法(EW-MLE-AEKF)。在使用新息序列进行自适应调整时,系统容易因新息序列... 详细信息

针对传统EKF(TEKF)需要长时间试凑噪声协方差矩阵且噪声特性变化时估算性能下降甚至发散的问题,提出了一种基于极大似然估计准则和有限记忆指数加权的自适应EKF算法(EW-MLE-AEKF)。在使用新息序列进行自适应调整时,系统容易因新息序列的不准确而发散,为此可以利用后验残差序列对噪声协方差矩阵Q和R进行实时调整来提高系统的稳定性。同时在加窗方法的基础上使用了有限内存指数加权算法来提高近期数据的权重,加快了估计的收敛速度。仿真和实验验证了算法在电机系统中的可行性,结果证明该算法避免了噪声矩阵的试凑过程,能够适应噪声的变化,提高了滤波精度且系统稳定性强。

关键词：极大似然估计后验残差序列有限记忆指数加权无传感器控制自适应扩展卡尔曼滤波

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基于非奇异快速终端超螺旋滑模的 PMSM无传感器控制

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湖南科技大学学报（自然科学版） 2024年第2期39卷 52-59页

作者：张宇祥李白雅杨城健封志鹏湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭411201

为了解决传统滑模观测器因自身结构原因存在较大抖振的问题,对传统滑模观测器进行改进.首先,利用非奇异快速终端滑模面代替线性滑模面,并采用超螺旋算法作为控制律,重新设计非奇异快速终端超螺旋滑模观测器;然后,利用李雅普诺夫函数证... 详细信息

为了解决传统滑模观测器因自身结构原因存在较大抖振的问题,对传统滑模观测器进行改进.首先,利用非奇异快速终端滑模面代替线性滑模面,并采用超螺旋算法作为控制律,重新设计非奇异快速终端超螺旋滑模观测器;然后,利用李雅普诺夫函数证明其稳定性;最后,在MATLAB环境下,建立基于非奇异快速终端超螺旋滑模观测器的永磁同步电机(PMSM)无传感器控制系统仿真模型,并进行仿真验证和分析.结果表明:与传统滑模观测器相比,所提出的模型能够有效减小抖振,提高观测精度.

关键词：永磁同步电机非奇异快速终端滑模超螺旋算法无传感器控制

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基于滑模观测器的交流伺服电机无传感器控制

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电机与控制应用 2015年第4期42卷 1-5,10页

作者：郭超伟高艳霞张曲遥宋文祥上海大学机电工程与自动化学院上海200072

研究了一种基于滑模观测器的永磁同步交流伺服电机无传感器控制方案。通过对静止坐标系中永磁同步电机(PMSM)数学模型的分析,在滑模电流观测器基础上引入扩展反电势(EEMF)估计值,其中包含传统反电势及与电机凸极性相关的电压分量,构造... 详细信息

研究了一种基于滑模观测器的永磁同步交流伺服电机无传感器控制方案。通过对静止坐标系中永磁同步电机(PMSM)数学模型的分析,在滑模电流观测器基础上引入扩展反电势(EEMF)估计值,其中包含传统反电势及与电机凸极性相关的电压分量,构造了相应的滑模观测器来估计两相静止坐标系中EEMF分量。通过分析抖振存在的原因,采用Sigmoid函数代替常数切换函数来减小抖振,并利用扩展龙贝格观测器观测出转子的速度和空间位置。仿真结果验证了控制方案的有效性和可行性。

关键词：交流伺服电机无传感器控制滑模观测器扩展龙贝格观测器

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基于DSPIC无刷电机无传感器控制系统的分析和设计

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微电机 2013年第7期46卷 62-67页

作者：詹忙秋鄢家财赵艳芝西安微电机研究所自动化工程部西安710077

本文分析了无传感器BLDC控制系统的工作原理,在此基础上进一步分析其控制方法。并针对相对成熟的反电动势法进行了深入分析,对该方案下基于DSPIC的硬件电路和软件方案进行了设计,给出了高速、低速两种情况下过零检测的方法。该方法克服... 详细信息

本文分析了无传感器BLDC控制系统的工作原理,在此基础上进一步分析其控制方法。并针对相对成熟的反电动势法进行了深入分析,对该方案下基于DSPIC的硬件电路和软件方案进行了设计,给出了高速、低速两种情况下过零检测的方法。该方法克服了低速下无传感器BLDC难以检测零点问题,进一步拓宽了无刷直流电机的应用领域。本文很好的解决了无传感器BLDC控制系统的设计问题,具有十分重要的工程前景。

关键词： DSPIC无刷控制反电势过零检测无传感器控制 BLDC

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基于伪随机脉冲注入的永磁电机无传感器控制策略研究

基于伪随机脉冲注入的永磁电机无传感器控制策略研究

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作者：张鸿鹏哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

在凸极性显著的内置式永磁同步电机(IPMSM)驱动系统中,基于高频信号注入的无传感器矢量控制方法应用广泛,在零低速运行条件下体现出良好的观测精度和动态响应性能。但高频信号注入方法引起转子轴振动,导致电机发出额外的声频噪声,影响... 详细信息

在凸极性显著的内置式永磁同步电机(IPMSM)驱动系统中,基于高频信号注入的无传感器矢量控制方法应用广泛,在零低速运行条件下体现出良好的观测精度和动态响应性能。但高频信号注入方法引起转子轴振动,导致电机发出额外的声频噪声,影响了注入方法在某些领域中的应用。针对这些问题,本文研究基于伪随机脉冲信号注入法的降噪策略,主要包括:脉冲信号注入法的原理分析和信号提取过程设计,基于功率谱密度分析的脉冲信号降噪分析,伪随机信号输入的位置观测器结构和参数设计,最后通过仿真及实验对控制策略进行验证。首先,设计基于静止轴系脉冲信号注入的无传感器控制系统。根据永磁同步电机离散域高频等效数学模型,简化电压方程中电流微分项的表达式。在分析不同脉冲信号注入对电流微分采样结果影响的基础上,研究受系统延时影响小、转矩纹波相对较小、易实现转子位置解调的脉冲信号形式。研究根据正交信号从电流响应信号中提取的信号处理过程,分析电机参数变化和系统延时对信号提取的影响。通过锁相环初步提取转子位置信号,从而实现永磁电机无传感器低速运行矢量控制。采用功率谱密度分析方法,研究基于伪随机脉冲信号注入的电机降噪策略。固定频率信号注入法驱动的电机电流信号功率集中在注入频率处,频谱尖峰与噪声的频率和分贝直接相关。本文分析并设计伪随机脉冲信号注入方法的降噪方案,通过研究功率谱密度与注入信号频率的关系,提出了一种伪随机频率注入的改进方法,以抑制电流信号中的离散谱峰值成分,该降噪方案理论上无需调整位置解调过程。本文研究对比随机频率切换方案、随机起点降噪方案和全随机方案,通过多种伪随机方式实现了减少频谱尖峰数量、降低尖峰幅值的理论降噪目标。针对正交信号更新频率相对较低的问题,研究基于滤波算法的位置观测精度提升方法。空间傅里叶级数滤波器通过补偿空间位置矢量的高频成分达到滤波目的;二次插值滤波算法通过使用二次函数逼近正余弦函数的方式拟合离散的正交信号,提高信号连续性;梳状滤波器通过配置阶次,实现对特定倍频信号的抑制以滤除谐波成分。对比研究符合位置观测系统带宽和精度需求的滤波方法,实现估测转子位置信息精度的提高。最后,建立基于伪随机脉冲信号注入的永磁电机无传感器矢量控制系统,分别在仿真模型和基于STM32F103的变频器平台上实现了驱动控制,并在2.2k W永磁电机进行实验验证。仿真和实验结果表明,基于伪随机脉冲信号注入法的控制系统位置观测速度较快,转子位置跟踪性能较好,观测精度相比其他低频信号注入法有所提高,证明了伪随机脉冲信号注入研究方法的有效性。

关键词：永磁同步电机低速运行无传感器控制伪随机信号注入功率谱密度

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基于DSP的永磁无刷直流电动机无传感器控制系统的研究

基于DSP的永磁无刷直流电动机无传感器控制系统的研究

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作者：刘彦文哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

系统硬件部分的设计中,处理器采用TMS320LF2407数字信号处理器(DSP);驱动电路部分采用美国IR公司生产的六路集成芯片IR2130,它具有集成度高、可靠性高、速度快、过流欠压保护、调试方便等特点,该驱动器用于驱动六个MOSFET开关管;该系统... 详细信息

系统硬件部分的设计中,处理器采用TMS320LF2407数字信号处理器(DSP);驱动电路部分采用美国IR公司生产的六路集成芯片IR2130,它具有集成度高、可靠性高、速度快、过流欠压保护、调试方便等特点,该驱动器用于驱动六个MOSFET开关管;该系统还设计了信号采集电路,用于测取控制系统所需的外部信号(相端电压信号和三相电流信号).整个系统硬件结构紧凑、工作可靠.在无传感器控制方案设计中,结合TMS320LF2407 DSP 适用于电机数字化控制的功能,提出了无刷直流电动机无传感器控制的具体实现方案.该设计中采用了扩展卡尔曼滤波算法对速度和转子位置进行连续估计,以实现电机的准确换向和速度反馈.扩展卡尔曼滤彼算法是针对受随机噪声干扰的非线性系统的一种最优递归估计算法,它根据电机定子的量测电压信号和电流信号对电机的状态变量进行估计,实现控制系统的闭环控制.系统软件包含初始化模块和无传感器方式运行模块,其中无传感器方式运行模块完成电机起动及无传感器闭环控制两大功能.文中还利用MATLAB分别给出了电流环和速度环的阶跃响应仿真波形.

关键词： TMS320LF2407微处理器永磁无刷直流电动机无传感器控制扩展卡尔曼滤波器

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基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制算法研究

基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制算法研究

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作者：杨倩大连海事大学

学位级别：硕士

高性能的交流伺服系统都需要实现电机的转速的闭环控制,所需的转速反馈信号来自和电机转轴同轴相连的传感器。为获得准确可靠的转速位置信号,传感器必须精确安装、妥善维护。这样不仅增加了对系统的维护要求和成本,而且对环境的适应能... 详细信息

高性能的交流伺服系统都需要实现电机的转速的闭环控制,所需的转速反馈信号来自和电机转轴同轴相连的传感器。为获得准确可靠的转速位置信号,传感器必须精确安装、妥善维护。这样不仅增加了对系统的维护要求和成本,而且对环境的适应能力变差了,那么在可靠性要求高的应用场合就会受到限制。因此,取消传感器而使系统具有良好的控制性能便成为电机调速领域的重要课题。无传感器控制是指通过测量电动机的电压、电流等可测量的物理量,通过特定的观测器策略来估算转子位置,得到永磁同步电机转子的位置和速度信息,完成闭环控制。控制技术的关键是转速信息的获得,转速估计的精度直接决定了调速系统的性能。在永磁同步电机无传感器矢量控制系统的方法上,本课题采用了滑模变结构控制原理对电机转子转速和位置进行了实时在线估计。首先,本课题对无传感器的永磁同步电机转子位置检测几种主要方法进行了综述比较,从中选取了一种控制算法简单,响应快,鲁棒性强,易于工程实现的基于滑模观测器的电机转子信息估算方法。其次,对永磁同步电机结构、数学模型及坐标变换作了详细的论述。通过对永磁同步电机的数学模型的深入研究,确定了id=0的电流矢量控制策略思想对永磁同步电机进行矢量控制。再次,通对滑模变结构控制基本原理与滑模控制器设计过程的详细阐述,对用于观测电机转子信息的滑模观测器设计有了正确的理论指导。最后,根据前面所论述的永磁同步电机数学模型、矢量控制策略及滑模观测器的设计原理,利用MATLAB/Simulink搭建基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器矢量控制系统的仿真模型。仿真结果表明,滑模观测器对电机转子信息的估计准确,本课题所提出的矢量控制策略可行,具有很强的鲁棒性和令人满意的控制性能。

关键词：永磁同步电机矢量控制无传感器控制滑模观测器 MATLAB/Simulink仿真

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基于非线性估计理论的永磁同步电机无传感器控制方法的研究

基于非线性估计理论的永磁同步电机无传感器控制方法的研究

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作者：江俊江南大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(PMSM)因其结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高和恒功率运行时调速范围宽等特点,在高性能驱动系统中应用广泛。在高性能电机驱动系统中需要快速的动态响应,良好的抗干扰能力以及对参数变化具有鲁棒性,而影响这些因... 详细信息

永磁同步电机(PMSM)因其结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高和恒功率运行时调速范围宽等特点,在高性能驱动系统中应用广泛。在高性能电机驱动系统中需要快速的动态响应,良好的抗干扰能力以及对参数变化具有鲁棒性,而影响这些因素的关键之一就是位置/速度传感器。机械式的电机转子位置/速度传感器的存在,增加了电机转轴上的转动惯量,同时,也增加了连接位置/速度传感器与控制系统之间的连接线和接口电路,使得驱动系统易受干扰部分增加。另外,机械式传感器的使用受到如温度、湿度等条件的限制,而且由于机械式位置/速度传感器的价格比较昂贵,其使用必将增加驱动系统的成本。近年来,电机无位置/速度传感器控制已成为一个研究的热点。目前,无位置传感器控制方法主要分为两类:一类是检测反电动势的转子位置估算方法,它是基于电机反电动势的位置和速度的相依性。由于在低速和零速时,反电动势几乎为零,所以其适合于中高速调速,同时,这种方法对于电机参数很敏感,对参数变化的鲁棒性较差。另一类是高频载波信号注入的转子位置估计方法,即是在定子端注入小幅值的高频载波信号,应用稳态坐标中的旋转矢量来跟踪空间凸极效应,它主要适用于电机低速和零速时的转子位置检测。本文基于非线性估计理论的基本原理,研究了PMSM的无传感器控制方法。首先,基于PMSM的数学模型,建立了电机的矢量控制仿真模型;其次,基于非线性估计领域经典的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法,设计了PMSM的速度和位置估计器,实现了PMSM的无速度传感器矢量控制;再次,基于非线性估计理论的最新进展,对EKF无传感器控制算法中存在的不足和缺陷,提出了采用计算简便、精度更高的插值多项式线性化方法,以及采用非线性变换的思想,来提高电机无传感器控制系统中转子位置和速度的估计精度等问题;最后,利用dSPACE实验平台,对PMSM无速度传感器矢量控制系统进行了验证,仿真和实验结果表明了本文采用方法的有效性。

关键词：永磁同步电动机无传感器控制非线性估计扩展卡尔曼滤波 UKF

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