基于UKF算法的PMLSM無位置傳感矢量控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著先進(jìn)制造業(yè)不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)與滾珠絲杠的直線傳動方式已經(jīng)越來越不能滿足其對控制精度的需求。永磁直線同步電機(jī)（PMLSM）作為直接輸出直線運動的傳動裝置，具有輸出速度高、精度高、結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù)等優(yōu)點。PMLSM伺服控制系統(tǒng)中需要物理的位置傳感器,對速度和位置進(jìn)行反饋，構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)。然而，物理傳感器性能易受環(huán)境影響，使系統(tǒng)的可靠性降低，同時增加了系統(tǒng)的成本。本文以此為背景重點研究了基于無損卡爾曼濾波（UKF）算法的PMLSM無

2、位置傳感矢量控制技術(shù)。
　　首先，通過分析PMLSM結(jié)構(gòu)和工作原理，建立了PMLSM的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上對PMLSM的矢量控制進(jìn)行了研究，其中重點研究了id=0的最大推力控制策略。在矢量的控制上采用空間電壓脈寬調(diào)制技術(shù)（SVPWM），并對其原理及實現(xiàn)過程進(jìn)行了分析研究。
　　其次，設(shè)計了一種基于UKF算法的PMLSM的速度和位置估計器，在估計過程中采用UT變換，對狀態(tài)進(jìn)行非線性傳播，可以抑制EKF算法在PMLSM速度和位置

3、過程中采用對系統(tǒng)非線性方程進(jìn)行一階截斷可能造成的估計輸出發(fā)散，結(jié)合id=0的控制策略，提出了基于UKF算法的PMLSM無位置傳感矢量控制系統(tǒng)方案。
　　最后，在MATLAB/Simlink環(huán)境下分別建立了PMLSM矢量控制系統(tǒng)模型以及基于UKF算法的PMLSM無位置傳感矢量控制系統(tǒng)模型，通過仿真實驗來驗證基于UKF算法的速度和位置估計器的有效性，以及控制系統(tǒng)的整體性能。在仿真實驗的基礎(chǔ)上，在已有直線運動平臺上搭建了基于UKF算法的