基于EKF-LESO级联观测的永磁直线同步电机无传感器线性自抗扰控制

论文摘要

为克服永磁直线同步电机（Permanent-Magnet Linear Synchronous Motor, PMLSM）敏感扰动、易受噪声影响诱发抖振的不足,摆脱位置传感器对电机伺服系统的束缚,构建了一种以线性自抗扰控制器（Linear Active Disturbance Rejection Control, LADRC）为核心、扩展卡尔曼滤波算法（Extended Kalman Filter, EKF）和线性扩张状态观测器（Linear Extended State Observer, LESO）级联观测的PMLSM无传感器矢量控制系统。首先从理论上分析了控制系统的误差来源,通过推导得出在输入量测信号存在慢时变偏差的情况下,LESO对除第1阶和第n+1阶外的"中阶"状态进行观测时观测精度不受影响的结论;进而以此为依据,提出了EKF+LESO的级联观测方式,搭建了无传感器位置环自抗扰控制系统。通过仿真对LESO的容错性、对控制系统的跟随能力和噪声抑制能力进行了验证,实验结果则进一步表明,所设计系统能够准确实现直线电机的速度观测,系统运行平稳,具有较好的实用性。

论文目录

• 1 PMLSM的线性自抗扰控制
•   1.1 PMLSM建模
•   1.2 LADRC系统设计
• 2 LESO的容错性讨论
•   2.1 LESO的观测精度分析
•     2.1.1 结构误差
•     2.1.2 量测误差
•   2.2 LESO的容错能力分析
• 3 无速度传感器算法的实现
•   3.1 基于EKF算法的动子位置估算
•   3.2 级联观测系统设计
• 4 仿真及实验
•   4.1 仿 真
•     4.1.1 LESO的容错性验证
•     4.1.2 系统跟随能力、抗扰能力验证
•   4.2 实 验
• 5 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 董家臣,高钦和,陈志翔,牛海龙

关键词: 永磁直线同步电机,扩张状态观测器,扩展卡尔曼滤波,级联观测,线性自抗扰控制

来源: 振动与冲击 2019年21期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 电力工业

单位: 火箭军工程大学兵器发射理论与技术国家重点实验室

基金: 国家自然科学基金(51475462)

分类号: TM341

DOI: 10.13465/j.cnki.jvs.2019.21.008

页码: 53-61+70

总页数: 10

文件大小: 661K

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