一种基于Kalman滤波的异步电机转速控制器.pdfVIP

( ) ISSN 清华大学学报 自然科学版 2003 年 第 43 卷 第 9 期 1437 CN 112223N 　 ( ) , 2003, . 43, . 9 J T singhua U niv Sci T ech V o l N o 　 一种基于 Ka lman 滤波的异步电机转速控制器 苏位峰, 　刘丛伟, 　孙旭东, 　李发海 (清华大学 电机工程与应用电子技术系, 北京 100084) 摘　要: 为提高异步电机转速环的动态性能, 提出一种新型 量电机转速。由于光电编码器的测量误差以及机械 的有速度传感器的转速控制器设计方案。该控制器结构简 安装精度, 测得的转速会叠加一定的噪声。如果转速 单, 采用简化的 Kalm an 滤波方法, 同时观测电机的转速和 测量噪声较大, 一方面使得系统运行时产生较大的 负载转矩, 通过对测量转速的滤波处理以及负载转矩观测值 噪音, 另一方面限制了转速控制器的增益, 影响了系 的前馈控制, 提高转速环的动态响应。最后, 在实验系统上分 统的动态性能。 别设计了基于 Kalm an 滤波的转速控制器和传统的比例积 在转速环控制器的设计方面, 国内外学者进行 分 (P I) 转速控制器。实验结果表明, 与传统的 P I 控制器相 了大量的研究。 控制器以其结构简单、适应性强 P I 比, 这种新型的转速控制器有效减小了突加负载时的动态速 降, 而且转速给定突变时实现转速无超调。 的优点, 在实际系统中得到了广泛的应用。但是, P I [ 1 ] 控制器的快速性和超调是一对不可调和的矛盾 。 关键词: 转速控制器; Kalm an 滤波; P I 控制器; 异步电机 为了加快调节, 减小调速系统的动态速降, 必须增大 中图分类号: TM 921. 5 文献标识码: A P I 调节器的增益, 而这样往往造成过大的超调。针 文章编号: (2003) 对这个问题, 一些新型的鲁棒控制器得以设计实 现[ 2～ 4 ] 。这些控制器的关键在于: 采用扩展 Kalm an Speed con troller f or in duct i