永磁同步电机无速度算法--拓展卡尔曼滤波器

一、原理介绍

以扩展卡尔曼滤波算法为基础，建立基于EKF算法的估算转子位置和转速的离散模型。

实时性是扩展卡尔曼滤波器的一种特征，所以它可实时跟踪系统的状态并进行有效的输出，同时，它可以减少干扰、抑制噪声，其效果显著，即使当噪声估算不准确时，其依旧能够让观测器收敛。

具体理论部分，可以参考袁雷老师的《现代永磁同步电机控制原理及MATLAB仿真》，这里不再赘述。

二、仿真模型

在MATLAB/simulink里面验证所提算法，搭建仿真。采用和实验中一致的控制周期1e-4，电机部分计算周期为1e-6。仿真模型如下所示：

仿真工况：电机空载零速启动，0s阶跃给定转速1000rpm，0.5s施加额定负载

2.1给定转速、实际转速和估计转速

2.2估计转速与实际转速误差

2.3估计转角与实际转角

2.4估计转角与实际转角误差

2.5 EKF对ia、ib的估计效果

从图中可以看出，估算曲线与实际曲线偏差较小，且最终保持在一个稳定的数值，由此可得 EKF控制算法能够将误差范围控制的很小。波动调节速度较快，超调小，系统稳定性高。