一种无刷直流电机的卡尔曼滤波矢量控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种无刷直流电机的卡尔曼滤波矢量控制系统及方法，涉及电机矢量控制技术领域，包括电机数据采集模块和电机矢量控制模块，所述电机数据采集模块包括线电压采集电路、线电流采集电路、基于卡尔曼滤波算法的状态观测器、滞环控制器和位置偏差测量装置。本发明专利技术采用卡尔曼滤波矢量对无刷直流电机的转速进行模型控制，为了修正模型的位置预测累计偏差，增加了噪音标示槽的结构设置来辅助噪音测量模块对转子实际位置进行更加准确地监测，当监测的数据与模型预测的数据偏差过大时，基于卡尔曼算法的状态观测器通过滞环控制器来校正无刷直流电机的转速，以达到减小模型预估位置累计偏差的目的，大大提高了无刷直流电机的控制精度。的控制精度。的控制精度。

【技术实现步骤摘要】
一种无刷直流电机的卡尔曼滤波矢量控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及电机矢量控制
，尤其是涉及一种无刷直流电机的卡尔曼滤波矢量控制系统及方法。

技术介绍

[0002]无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。 无刷电机是指无电刷和换向器（或集电环）的电机，又称无换向器电机。早在十九世纪诞生电机的时候，产生的实用性电机就是无刷形式，即交流鼠笼式异步电动机，这种电动机得到了广泛的应用。
[0003]目前，常规的无刷直流电机的运行需要转子的位置信号，也就是需要采用位置传感器来实时测定转子的位置，然而随着体积更小的电机市场需求，位置传感器的体积占整个电机的体积百分比越来越大，这样就使得整个电机系统复杂程度和体积都大大增加，可靠性变差，且成本增加。
[0004]授权专利号为CN103956956A的中国专利技术专利公开了一种基于扩展卡尔曼滤波器的无位置传感器无刷直流电机状态估计方法。能够在系统噪声和测量噪声为非零均值白噪声以及系统模型存在误差的情况降低调试难度，提高观测精度。通过模糊规则调整测量误差协方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无刷直流电机的卡尔曼滤波矢量控制系统，其特征在于：包括线电压采集电路（11）、线电流采集电路（12）、基于卡尔曼滤波算法的状态观测器（13）、滞环控制器（14）和位置偏差测量装置，所述线电压采集电路（11）和线电流采集电路（12）分别与无刷直流电机（100）的控制端电连接，分别用于采集无刷直流电机（100）的电压值和电流值，所述状态观测器（13）根据线电压采集电路（11）和线电流采集电路（12）采集的电压值和电流值对无刷直流电机（100）的转子位置和转速作出预估，并根据预估值通过滞环控制器（14）控制无刷直流电机（100）的执行动作，所述位置偏差补偿装置包括噪音标示槽（151）和噪音测量模块（152），所述噪音标示槽（151）设置在无刷直流电机（100）转子端部的位置，所述噪音测量模块（152）设置在无刷直流电机（100）其中一个相邻线圈中间空隙处，噪音测量模块（152）监测噪音标示槽（151）通过时发出的脉冲啸声，并与状态观测器（13）通信电连接，状态观测器（13）根据脉冲啸声发生的时间点确定无刷直流电机（100）的转子位置；当状态观测器（13）预估的转子位置与根据脉冲啸声发生的时间点确定无刷直流电机（100）的转子位置偏差绝对值超过5%分度圆时，状态观测器（13）通过滞环控制器（14）修正无刷直流电机（100）的转子转速。2.根据权利要求1所述的一种无刷直流电机的卡尔曼滤波矢量控制系统，其特征在于：所述噪音标示槽（151）包括前置噪音标示槽（1511）、中间噪音标示槽（1512）和后置噪音标示槽（1513），所述前置噪音标示槽（1511）、中间噪音标示槽（1512）和后置噪音标示槽（1513）分别间隔0.5
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1mm布置在无刷直流电机（100）转子端部的位置，槽宽依次递减，槽长和槽深相同。3.根据权利要求2所述的一种无刷直流电机的卡尔曼滤波矢量控制系统，其特征在于：所述前置噪音标示槽（1511）的槽宽为0.25
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0.3mm，所述中间噪音标示槽（1512）的槽宽为0.15
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0.2mm，所述后置噪音标示槽（1513）的槽宽为0.08
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0.1mm；所述前置噪音标示槽（1511）、中间噪音标示槽（1512）和后置噪音标示槽（1513）的槽长为1
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2mm，槽深为0.5
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1mm。4.根据权利要求2所述的一种无刷直流电机的卡尔曼滤波矢量控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈甲锋，吴仉明，
申请(专利权)人：深圳市浮思特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：