基于UKF的无传感器永磁同步电机直接转矩控制研究-电力电子与电力传动专业论文.docxVIP

致 谢 首先感谢我的导师李晓竹教授。本课题从选题、实验、到最终形成论文，在这 整个过程中都得到了导师李晓竹教授的热心关怀与悉心指导，可以说我课题上的每 一步的进展和每一点的成果都离不开我的导师，所以本文不仅凝聚的是我的汗水和 研究，同样也融入着我导师 的心血、智慧和汗水。同时,导 师严谨的治学态度， 悉 心细致的指导和平易近人的处事态度，都将终身影响着我。谨此论文完成之际，向 李老师致以衷心的感谢和最诚挚的敬意！ 同时还要感谢刘志德老师，给我提供了诸多的理论资料和仿真资料，并在算法 和仿真上对我进行的悉心指导和帮助。可以说我课题的完成，同时离不开刘老师的 心血和汗水，在此同时表达对刘老师的衷心感谢。 同时还要感谢学校和学院，提供了我一个良好的研究环境，并给予各方面的支 持，让我能够在一个这样的环境下全身心的投入到我的研究和实验当中，完成本课 题的既定目标！ 摘 要 永磁同步电机具有高功率密度、高运行效率等诸多优点，在目前的交流调速领 域已经得到了广泛的应用。传统的矢量控制需要进行繁琐的矢量变换，而直接转矩 控制则省略这一过程，正逐步取代矢量控制在电机调速领域的地位。在传统的电机 控制系统中，主要采用的机械传感器，然而这些机械传感器将受到环境的影响，使 系统的可靠性降低。同时，机械传感器也加大了系统运行的成本。因此无传感器技 术在永磁同步电机控制的应用成为了研究的热点。 在无传感器技术领域，专家学者们提出了很多检测方法，大多都存在着鲁棒性 低、速度精度低、过于依赖电机参数等不足，但是在这些方法中，扩展卡尔曼滤波 算法(EKF)无疑是应用较为广泛的，但是 EKF 算法在处理线性滤波问题时存在误差 较大，高阶系统难以实现等缺点，为此有学者提出一种基于无味卡尔曼滤滤波算法 (UKF)的改进算法，即 UDUT UKF，该算法不需要计算平方根，具有较高的算法稳 定性，这种算法目前已经广泛应运于导航、定位等领域，但是还未应用于交流电机 调速领域。本文将基于这种改进算法对定子磁链、转子速度和转子位置进行精确估 计并得到电磁转矩估计值，从而建立无传感器永磁同步电机直接转矩控制系统。与 EKF 算法的仿真结果进行对比分析，证明 UKUTUKF 算法具有较高的准确性和稳定 性。 关键词 ：直接转矩控制；永磁同步电机；UDUTUKF ；磁链估计； Abstract With the advantages of high-power density and high efficiency, PMSM has been widely used in the current field of AC speed regulation. Compared with the traditional vector control, the complicated vector transform is not needed for direct torque control ,and the place of VC is gradually replaced by DTC in motor field . In the traditional motor-controlled system, the mechanical sensor is mainly used , however the mechanical sensor reduces reliability by the environment and increases the cost of the operation .So the sensor-less technique becomes the focus of the research in the application of the permanent magnet synchronous motor control . In the field of sensor-less technology, many methods for detection have been put forward by experts and scholars , but most of them have the disadvantages of low robustness,low speed ,low precision and over-dependence on motor parameters. However among these methods, EKF is the mostly widely used, but there are large differences and difficult realization of h