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改进型平方根无迹卡尔曼曼滤滤波及其在无轴承永磁同步电机无速度传感器运行中的应应用用
  • ISSN号:1000-8152
  • 期刊名称:《控制理论与应用》
  • 时间:0
  • 分类:TM346[电气工程—电机]
  • 作者机构:[1]江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江212013
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50275067);国家高技术研究发展计划资助项目(2007AA042213);江苏省2009年度普通高校研究生科研创新计划基金资助项目(CX09B-200Z);江苏省高校优势学科建设工程资助项(PAPD,苏政办发(2011)6号).
中文摘要:

平方根无迹卡尔曼滤波(SRUKF)解决了标准无迹卡尔曼滤波(UKF)中由于误差协方差阵负定而引起的滤波发散问题,保证了算法的数值稳定性,但仍存在对模型参数变化的鲁棒性差、收敛速度慢及对突变状态的跟踪能力低等缺陷.因此,本文提出一种改进SRUKF滤波,通过引入时变渐消因子和弱化因子,实时修正滤波增益矩阵和误差协方差平方根矩阵,实现残差序列正交,确保SRUKF滤波保持对目标实际状态的准确跟踪.将该算法在无轴承永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统中进行仿真研究.结果表明:改进sRuK刊E线性近似精度、数值稳定性及滤波精度更高,在系统状态突变或负载扰动时,鲁棒性更强,能够有效实现转速及转子角度的准确估计,确保转子稳定悬浮运行.

英文摘要:

The squareroot unscented Kalman filter (SRUKF) algorithm handles the problem of filtering divergence caused by nonpositiveness of the error covariance matrix in conventional unscented Kalman filter (UKF). However, problems of low robustness to model parameter variation, slow convergence, and undesirable tracking ability to abrupt statechanges remain unsolved. We propose an improved SRUKF by introducing the timevarying fading factor and the diminishing factor to adjust gain matrices and the stateforecast covariance squareroot matrix, in order to realize the orthogonality of the residual sequences and force the SRUKF to track the realstate rapidly. The vector control system for the bearingless permanent magnet synchronous motor (BPMSM) without a speed sensor is set up based on this approach. Simulation results show that the proposed method improves the nonlinear approximation accuracy and raises numerical stability and filtering efficiency; it achieves high robustness to the abrupt statechanges and the load disturbances; it provides precise estimates of the speed and the space position, and ensures the stable operation of the rotor suspension.

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期刊信息
  • 《控制理论与应用》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:华南理工大学 中国科学院数学与系统科学研究院
  • 主编:胡跃明
  • 地址:广州五山路华南理工大学3号楼516室
  • 邮编:510640
  • 邮箱:aukzllyy@scut.edu.cn
  • 电话:020-87111464
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-8152
  • 国内统一刊号:ISSN:44-1240/TP
  • 邮发代号:46-11
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21084