在本文中,PMSM 驱动器已使用 LQG 控制器进行控制。 LQG 的结构由卡尔曼滤波器估计器和最佳状态反馈增益组成。 电机的非线性模型已根据磁场定向原理进行了线性化。 包括速度、位置和负载扭矩在内的所有系统状态都是使用标准卡尔曼滤波器估计的。 定子电流是唯一的测量信号。 通过离线计算最优状态反馈增益和卡尔曼状态空间模型,在很大程度上减少了计算负担。 为了评估所提出方案的有效性,已经进行了计算机模拟。 结果证明,所提出的控制器在估计精度高、从负载扰动中快速恢复、良好的跟踪能力和简单的实现等方面具有更好的整体性能。
LQG 控制器的无传感器磁场定向 PMSM 的框图如图 (1) 所示。
图 (2) 显示了所提出的 PMSM 无传感器方案的实际和估计响应。机器从静止状态启动并假设遵循一定的速度轨迹。假设参考速度在前半秒内为线性,直到达到 1000 rpm,然后保持恒定 1.5 秒。在时间 t=2 秒,参考速度再次以相同的初始斜率线性增加到 1500 rpm,然后在剩余的模拟时间内保持恒定。 4 N.m 的负载扭矩假设最初应用在机器上并逐步增加到 6 N.m。在 t=3.5 秒。此外,定子电阻失谐至标称值的 120%。很明显,估计速度很好地跟踪参考轨迹的轨迹,在整个速度范围内(启动时除外)具有良好的精度。这是由于在所有信号失真的瞬态期间卡尔曼滤波器的估计不完善。此外,高状态反馈增益会在启动时放大估计信号的失真。此外,零初始转子位置的假设是另一个误差来源。