永磁同步电机无速度传感器控制系统及方法

摘要

本发明提供了一种永磁同步电机无速度传感器控制系统及方法，该系统包括电机本体单元、逆变器单元、SVPWM单元，第一、第二比较器，第一、第二PI控制器，第一、第二、第三坐标变换单元和滑模扩展卡尔曼滤波器；本发明将滑模变结构控制律嵌入扩展卡尔曼滤波状态方程和输出方程中，通过线性化与离散化，最终得到数字扩展卡尔曼滤波器，再经扩展卡尔曼递推得到参考定子电流与转子转速ω_r的状态估计；实现了永磁同步电机控制系统的无速度传感器控制，并且对d‐q坐标下参考定子电流进行实时更新。可以有效实现永磁同步电机的无速度传感器控制，抑制了单独应用滑模变结构控制所产生的高频抖振，对电机的转子速度和位置实现较精确的测量。

主权项

1.永磁同步电机无速度传感器控制系统，其特征在于，包括电机本体单元、逆变器单元、SVPWM单元、第一比较器、第二比较器、第一PI控制器、第二PI控制器、第一坐标变换单元、第二坐标变换单元、第三坐标变换单元和滑模扩展卡尔曼滤波器；第一坐标变换单元，用于将驱动电机本体单元的三相绕组电流i_a、i_b、i_c变换到α-β坐标系下的定子电流i_α、i_β；滑模扩展卡尔曼滤波器，用于将α-β坐标系下的定子电流与电压i_α、i_β、u_α、u_β以及给定转子转速作为滑模卡尔曼滤波器输入，经扩展卡尔曼递推运算后得到转子转速ω_r、转角和d‐q坐标系下的参考定子电流第二坐标变换单元，用于将定子电流i_α、i_β变换到d-q坐标系下的定子电流i_q、i_d；第一比较器，用于得到参考定子电流与定子电流i_q比较的差值；第二比较器，用于得到定子电流i_d与参考定子电流比较的差值；第一PI控制器，用于对参考定子电流与定子电流i_q比较的差值进行比例、积分运算得到q轴电压分量指令第二PI控制器，用于对定子电流i_d与参考定子电流比较的差值进行比例、积分运算得到d轴电压分量指令第三坐标变换单元，用于将d轴电压分量指令变换到α-β坐标系下的定子电压u_α、u_β；SVPWM单元，用于根据定子电压u_α、u_β，采用空间电压矢量脉宽调制算法生成脉宽信号输入逆变器；逆变器，用于根据SVPWM单元输出的脉宽信号生成三相绕组电流驱动电机本体单元。