一种基于改进卡尔曼滤波器的永磁同步电机死区补偿方法技术

本发明专利技术公开了一种基于改进卡尔曼滤波器的永磁同步电机死区补偿方法，属于电机驱动控制领域，本发明专利技术通过已知死区时间计算平均误差电压的理论值，并将其作为卡尔曼滤波器的状态参考值，得到了改进卡尔曼滤波器用于补偿电压的计算，通过电流矢量进行扇区判断，并确定补偿电压矢量，与当前矢量控制环节的电压控制指令相加后形成新的电压控制指令。本发明专利技术将卡尔曼滤波器与已知死区时间结合，提高了死区补偿算法的可靠性和自适应能力，大幅降低死区时间对伺服系统的影响。对伺服系统的影响。对伺服系统的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进卡尔曼滤波器的永磁同步电机死区补偿方法


[0001]本专利技术属于电机控制
，具体地，涉及一种基于改进卡尔曼滤波器的永磁同步电机死区补偿方法。

技术介绍

[0002]随着高性能永磁材相继被开发使用，永磁同步电机逐渐成为现代电伺服驱动的主流，在数控加工、工业生产、高性能家用电器等领域得到应用，是许多行业的基础。随着科学技术的高速发展以及工业需求的不断提升，对伺服系统性能的要求也不断提高，因此针对电机控制
的研究具有实用价值。
[0003]为了防止逆变器同一桥臂的上下两个开关器件同时导通，需要人为地在开关器件的控制信号中加入死区时间，保证在一个开关器件导通之前，同一桥臂的另一开关器件已关断。死区时间的引入使电压的实际值与理论值之间存在偏差，导致电机电流发生畸变、产生谐波，进而影响电机的伺服性能。在电机低速、轻载时，死区时间引起的畸变现象更为明显。
[0004]为了克服死区时间造成的不良影响，一般通过平均电压补偿法消除因死区时间引起的电压偏差。平均电压补偿法又可分为两类，一类是通过逆变器已知的死区时间、开关器件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进卡尔曼滤波器的永磁同步电机死区补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：计算平均误差电压理论值；步骤2：计算基于改进卡尔曼滤波器的补偿电压；步骤3：计算电流矢量扇区和补偿电压矢量。2.根据权利要求1所述的一种基于改进卡尔曼滤波器的永磁同步电机死区补偿方法，其特征在于：计算平均误差电压理论值的过程包括以下步骤：步骤11：计算等效死区时间；由设定的开关器件开通与关断时刻之间的死区时间t
d
，结合驱动器参数——开关器件开通延迟时间t
on
、关断延迟时间t
off
，计算理想输出电压和实际输出电压之间的等效死区时间t
err
：t
err
＝t
d
+t
on
‑
t
off
步骤12：计算平均误差电压理论值，实际输出相电压与理想输出相电压在一个周期内的平均误差电压理论值表示为：其中，u
dc
为直流母线电压，T为PWM开关周期。3.根据权利要求1所述的一种基于改进卡尔曼滤波器的永磁同步电机死区补偿方法，其特征在于：计算基于改进卡尔曼滤波器的补偿电压包括以下步骤：步骤21：建立数学模型；设电机系统中，u
α
为输入至SVPWM的α轴给定电压，u
β
为输入至SVPWM的β轴给定电压，R
s
为定子电阻，L
s
为定子电感，i
α
为电机α轴电流，i
β
为β轴电流，ψ
f
为永磁磁链，ω
e
为电转速，θ
e
为电角度，u
err
为平均误差电压，为平均误差电压理论值，T
s
为系统采样时间；离散化后的改进卡尔曼滤波器数学模型为：x(k+1)＝(T
s
A+I)x(k)+T
s
Bu(k)+T
s
V(k)y(k+1)＝Cx(k+1)+W(k+1)其中，x＝[i
α i
β u
err
]
T
，u＝[u
α u
β ω

【专利技术属性】
技术研发人员：张燕，周皓，黄克荣，王健岗，
申请(专利权)人：上海倍豪船舶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：