基于粒子群優(yōu)化EKF的無(wú)傳感器DPMSM滑模控制*

鄭順河，孟克其勞,b,c，海日罕，王 藤

(內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)a.能源與動(dòng)力工程學(xué)院；b.風(fēng)能太陽(yáng)能利用技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；c.內(nèi)蒙古自治區(qū)風(fēng)電技術(shù)與檢測(cè)工程技術(shù)研究中心，呼和浩特 010051)

0 引言

近年來(lái)，電機(jī)相關(guān)技術(shù)快速發(fā)展，使得直驅(qū)永磁同步電機(jī)(direct drive permanent magnet synchronous motor，D-PMSM)廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、飛輪儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域中[1]。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，直驅(qū)永磁同步電機(jī)需通過(guò)在電機(jī)軸上安裝機(jī)械傳感器來(lái)得到準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速信號(hào)。但機(jī)械傳感器不僅成本高，而且受限于惡劣的工業(yè)條件，因此無(wú)傳感器控制技術(shù)成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)[2]。常用的電機(jī)無(wú)傳感器控制中，基于擴(kuò)展卡爾曼濾波器(extended Kalman filter，EKF)的無(wú)傳感器矢量控制系統(tǒng)具有收斂速度快、動(dòng)態(tài)性能好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[3]。

但是傳統(tǒng)EKF需要反復(fù)試湊選取噪聲協(xié)方差參數(shù)，往往費(fèi)時(shí)且難以達(dá)到良好的效果，如果噪聲協(xié)方差選取不當(dāng)，EKF系統(tǒng)可能收斂過(guò)慢、抖動(dòng)過(guò)大甚至完全發(fā)散。如何選取EKF的噪聲協(xié)方差矩陣，研究者們也進(jìn)行了不少嘗試。

SHI等[4]通過(guò)試探法對(duì)噪聲協(xié)方差矩陣進(jìn)行選取，該方法易于使用，但耗時(shí)長(zhǎng)、精度差且依賴于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)。佘致廷等[5]引入實(shí)數(shù)編碼遺傳算法對(duì)EKF的協(xié)方差矩陣進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)優(yōu)化后系統(tǒng)能夠很好抑制噪聲并且縮短了協(xié)方差矩陣的選取時(shí)間。但遺傳算法不能利用網(wǎng)絡(luò)反饋信息，搜索速度慢。WANG等[6]提出用蟻群算法對(duì)協(xié)方差矩陣參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，但蟻群算法中初始信息素匱乏，需要較長(zhǎng)的搜索時(shí)間。……