基于EKF的永磁同步电机无传感器矢量控制系统研究

摘要

本文是对永磁同步电机的扩展卡尔曼无位置算法(EKF)的矢量控制系统的研究。主要内容如下： 首先，简要地介绍了坐标变换思想、永磁同步电机在静止坐标系和旋转坐标系下的模型及矢量控制原理，并在此基础上讨论了永磁同步电机无位置传感器矢量控制调速方案。 其次，着重阐述了扩展卡尔曼无位置算法(EKF) 原理及在本系统中的应用，导出了永磁同步电机在静止坐标系和旋转坐标系下的扩展卡尔曼方程，给出了永磁同步电机EKF 无位置传感器调速系统控制框图，介绍了几种扩展卡尔曼算法的优化方法。构造了基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机矢量控制系统仿真模型，实现了无位置传感器在电机控制中的应用。仿真结果验证了扩展卡尔曼滤波滤波算法在无位置传感器电机控制中的有效性和合理性。 最后采用摩托罗拉公司专用电机控制的MC56F8346 型数字信号处理器作为核心，设计了控制系统软、硬件结构和主要功能模块的原理及其实现方法。硬件方面包括控制电路各部分及外围辅助电路的设计，软件采用C 语言编写，给出了系统主程序和PWM 中断处理程序流程图。 在Metrowerks Codewarrior 集成开发环境下，正在对程序进行调试，以实验结果验证来论证设计方案的正确性。