基于UKF的PMSM无传感器控制系统研究
2021-10-23李天阳曾永洁曾小华田艳荣陈虹旭
新型工业化 2021年7期
李天阳,曾永洁,曾小华,田艳荣,陈虹旭
(1.吉林大学汽车工程学院,吉林 长春 130022;2.吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,吉林 长春 130022)
0 引言
永磁同步电机(PMSM)因其结构设计简单、质量轻、效率高、动态性能好,广泛应用于我国新能源汽车、航空航天等工业领域[1-3]。传统PMSM通常利用机械式传感器获取电机转子位置和转速信息,但由于机械式传感器存在所占空间大、易受环境因素干扰等问题[4],无传感器控制技术迅速发展,其较机械式传感器成本更低、对环境适应能力更强,极大地增强了电机系统的实用性。
PMSM常用的无传感器控制方法主要有模型参考自适应算法、高频信号注入法、扩展卡尔曼滤波算法(EKF)等几种[5]。其中,EKF是使用最广泛的方法,但EKF计算过程中对非线性函数进行泰勒展开线性化而忽略高阶项产生的误差,会导致其对非线性系统数学模型敏感,对目标参数的跟踪效果不好、滤波精度不高。为解决EKF在PMSM控制系统中存在的诸多问题,无迹卡尔曼滤波算法(UKF)应运而生,文献[6]详细阐述了UKF对比EKF在非线性系统中跟踪目标的优势。
直接转矩控制因其不依赖电机参数、操作简单、转矩响应速度快等优点在国内外广泛应用[7]。但传统直接转矩控制策略存在转矩脉动大、控制精度不高等缺点[8],对此自抗扰控制(ADRC)、模糊控制等现代控制算法在PMSM控制领域逐步发展,此类控制方法较传统PI控制抗扰能力强、鲁棒性好且对被控对象的数学模型不敏感,应用在PMSM等非线性系统中有独特的优势[9]。……
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