何敏欣等

摘要：該文針對永磁同步電機(jī)（PMSM）的矢量控制，針對PMSM在坐標(biāo)下的數(shù)學(xué)模型使用擴(kuò)展卡爾曼濾波方法，根據(jù)測量永磁同步電機(jī)的電壓、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置對永磁同步電機(jī)三相電流進(jìn)行觀測，最后在Simulink里搭建永磁同步電機(jī)的矢量控制模型與EKF電流觀測器模型。仿真結(jié)果表明電流觀測器估計(jì)精度較高、運(yùn)行穩(wěn)定，動靜態(tài)性良好。

關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)；矢量控制；電流觀測器；擴(kuò)展卡爾曼濾波

中圖分類號：TP15 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）09-0228-02

矢量控制系統(tǒng)包括電流和轉(zhuǎn)速兩個(gè)閉環(huán)控制，把電機(jī)的三相電流和轉(zhuǎn)速輸出做實(shí)時(shí)反饋，提高其控制的精確性。為實(shí)現(xiàn)電流和轉(zhuǎn)速兩個(gè)閉環(huán)控制，對電機(jī)的三相電流和轉(zhuǎn)速輸出必須使用傳感器采集其信號，電流傳感器基于霍爾定理工作的，使用過程中容易受到周圍環(huán)境的電磁干擾，因而影響矢量控制電流閉環(huán)的控制精度。本文提出基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的方法對電機(jī)三相電流進(jìn)行觀測與估計(jì)，在Simulink里搭建包含電流觀測器的矢量控制模型，仿真結(jié)果表明電流觀測器估計(jì)精度較高、運(yùn)行穩(wěn)定、動靜態(tài)性良好。

1 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型

2 磁同步電機(jī)的EKF模型

3 仿真

由圖1和圖2可得，EKF的A相電流與PMSM的A相電流輸出基本相等，在負(fù)載轉(zhuǎn)矩加大后，誤差并沒有出現(xiàn)明顯增大，說明EKF電流觀測器的動靜態(tài)性好；由圖2可得，最大誤差為-0.14A，相應(yīng)電流實(shí)際輸出約為-4A，誤差為3.5%，說明EKF電流觀測器具有較高的精確性。

4 結(jié)論

本文根據(jù)永磁同步電機(jī)的電壓、轉(zhuǎn)子位置、轉(zhuǎn)速和負(fù)載轉(zhuǎn)矩，使用擴(kuò)展卡爾曼濾波對永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的電機(jī)三相電流進(jìn)行觀測，在Simulink里搭建永磁同步電機(jī)的矢量控制模型與電流觀測器模型。仿真結(jié)果表明電流觀測器觀測精度較高、運(yùn)行穩(wěn)定，電流觀測器輸出與系統(tǒng)實(shí)際輸出誤差小，可靠性高。

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