[发明专利]一种基于采用卡尔曼滤波器的滑模观测器的无速度传感器控制系统

摘要

本发明公开了一种基于采用卡尔曼滤波器的滑模观测器的无速度传感器控制系统，包括逆变器模块、PMSM模块、第一Clark变换模块、Park变换模块、第二Clark变换模块、卡尔曼观测器模块、第一比较器模块、第一PI调节模块、第二比较器模块、第二PI调节模块、第三比较器模块、第三PI调节模块、Park反变换模块和SVPWM模块，采用卡尔曼滤波器的滑模观测器来估算转速和转子位置，并通过估算转子的位置和转子速度来控制电机的调速。本发明利用无速度传感器控制算法代替机械传感器，用来获取电机转子位置和转速信息，以减少闭环反馈信息中的误差，同时给与滑模观测器控制方法计算量小，易于工程上的实现。

主权项

一种基于采用卡尔曼滤波器的滑模观测器的无速度传感器控制系统，其特征在于，包括逆变器模块、PMSM模块、第一Clark变换模块、Park变换模块、第二Clark变换模块、卡尔曼观测器模块、第一比较器模块、第一PI调节模块、第二比较器模块、第二PI调节模块、第三比较器模块、第三PI调节模块、Park反变换模块和SVPWM模块，其中：所述PMSM模块，用于检测输出三相电流I_a、I_b和I_c；所述第一Clark变换模块，用于将所述PMSM模块输出的三相电流I_a、I_b和I_c通过Clark变换后输出两相静止直角坐标系α‑β下的两相定子电流i_α和i_β；所述Park变换模块，用于将所述第一Clark变换模块输出的两相定子电流i_α和i_β通过Park变换后输出两相同步旋转坐标系d‑q下的两相电流I_d和I_q；所述第二Clark变换模块，用于将所述逆变器模块输出的三相电压U_a、U_b和U_c经过Clark变换后输出两相静止直角坐标系α‑β下的两相定子电压u_α和u_β；所述卡尔曼观测器模块，用于将所述第一Clark变换模块输出的两相定子电流i_α和i_β和所述第二Clark变换模块输出的两相定子电压u_α和u_β进行估算处理，估算出转子转速的估计值和转子位置的估计值所述第一比较器模块，用于将所述卡尔曼观测器模块中估算出转子转速的估计值乘以一常数得到估算的转子转速n，并将估算的转子转速n与实际的转子转速n*进行作差运算；所述第一PI调节模块，用于将所述第一比较器模块比较的差值通过PI调节后输出q轴参考电流所述第二比较器模块，用于将所述第一PI调节模块调节后输出q轴参考电流与所述Park变换模块输出的两相电流I_q进行作差运算；所述第二PI调节模块，用于将所述第二比较器模块比较的差值通过PI调节后输出q轴参考电压所述第三比较器模块，用于将d轴参考电流与所述Park变换模块输出的电流I_d进行作差运算；所述第三PI调节模块，用于将所述第三比较器模块比较的差值通过PI调节后输出d轴参考电压所述Park反变换模块，用于将所述第二PI调节模块输出的q轴参考电压和所述第三PI调节模块输出的d轴参考电压通过Park反变换后输出两相静止直角坐标系α‑β下的两相控制电压和所述SVPWM模块，用于将两相控制电压和进行空间矢量脉宽调制，输出PWM波形至所述逆变器模块，所述逆变器模块向所述PMSM模块输入三相电压U_a、U_b和U_c，从而控制所述PMSM模块。