扩展卡尔曼滤波器优化PMSM直接转矩控制：参数估计与无位置传感器控制

本篇论文主要探讨了基于扩展卡尔曼滤波器的永磁同步电机（PMSM）直接转矩控制系统的研究。永磁交流伺服系统因其在数控机床、机器人等领域的重要性，成为全球科研关注的热点。作者蒋彦在攻读控制理论与控制工程硕士学位期间，针对PMSM的数学模型和控制理论进行了深入研究。 首先，论文介绍了PMSM直接转矩控制的基本实现方法，特别关注了在电流限制条件下，当电机速度超过基速并采用最大转矩磁链（MTPF）运行模式时的稳定性分析。这表明作者对电机性能优化有深入理解，旨在提升控制系统的动态响应能力。 接着，论文的核心创新点在于提出了一种利用扩展卡尔曼滤波器（EKF）的PMSM直接转矩控制策略。EKF在电机控制中的关键作用在于提高定子磁链估计的精度，这依赖于准确的磁链模型以及定子电流、电压的精确测量。通过在旋转坐标系下构建的电机模型，将磁链、转速和转子角度作为状态变量，电压为输入，电流为输出，EKF能够有效地处理测量噪声，降低误差，并同时估算转子转速。这种方法显著提升了磁链观测的准确性，表现出良好的鲁棒性，尤其在应对电机参数变化和负载扰动时。 此外，论文强调了扩展卡尔曼滤波器在无位置传感器控制中的优势，因为它消除了对转子初始位置的依赖，实现了本质上的无传感器控制，从而提高了系统的整体性能。仿真结果证实了这一方法的有效性，但也指出了存在的偏差，为此，作者提出了相应的改进措施。 为了验证理论成果的实用性和可行性，论文还设计了一个基于TI公司的TM320F240DSP微控制器的交流调速控制系统硬件平台。通过实际的实时实验，该平台展示了系统具备多接口、宽调速范围以及优良的静态和动态性能特点，进一步验证了所提出的控制策略在实际应用中的价值。 这篇论文结合了理论分析和实验验证，深入研究了扩展卡尔曼滤波器在永磁同步电机直接转矩控制中的应用，对于提升此类电机系统的控制精度和鲁棒性具有重要意义。