基于EKF的无传感器超高速永磁同步电机转速控制方法

摘要

本发明公开了一种基于EKF的无传感器超高速永磁同步电机转速控制方法，该方法包括以下步骤：建立电机数学模型，转换成状态方程，进行线性化、离散化，将离散线性状态方程带入扩展卡尔曼滤波器(EKF)进行递归计算，实时更新EKF中的方差矩阵P和增益K，进而跟新状态变量，最终在动态运行过程中实时估计电机转速。该转速估计方法应用于基于SVPWM的超高速电机直接转矩控制系统，采用模糊PID控制器提高系统自适应性，有效实现超高速永磁同步电机快速、平稳、可靠的转速控制。

主权项

一种基于EKF的无传感器超高速永磁同步电机转速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、根据电机三相电流i_a、i_b、i_c、三相电压u_a、u_b、u_c，采用基于EKF的无传感器超高速永磁同步电机转速估计方法得到电机转速估计值ω，将其与转速设定值ω^*比较，计算误差值，经过PID控制器确定转矩设定值T_e^*；步骤2、根据电机三相电流i_a、i_b、i_c、三相电压u_a、u_b、u_c进行转矩和磁链值估计，得到定子磁链和转矩反馈值ψ_e、T_e，与定子磁链和转矩设定值比较，计算出磁链误差和转矩误差；步骤3、根据步骤2确定的磁链误差和转矩误差，通过模糊PID控制器输出信号模糊PID控制器参数基于模糊规则对参数进行自整定；步骤4、根据步骤3输出的信号根据SVPWM控制技术确定磁链区间，确定基本电压矢量及其工作时间，进而确定出电压空间矢量的切换点，结合逆变器，对电机进行PWM控制；步骤5、重复步骤1～步骤4，直至电机转速达到给定指标。