（译文 页数：10 字数：6199）应用扩展卡尔曼滤波实现直流电机电枢速度和温度的估计

摘要：直流驱动的闭环速度控制需要有转子速度反馈信号，它可通过测速装置获得。但是这个装置增加了驱动器的成本和到电机的电气连接。本文介绍了一种利用测量和电流代替速度检测装置的速度估测方法。由于考虑了热效应，温度变化对速度估测过程的影响有所降低，并能够估测电枢的平均温度。我们利用电机的电气、机械和热模组成一台扩展卡尔曼滤波器，它是一套以TMS 320C30为核心的数字信号处理系统，能够对电枢温度和转速进行估测。虽然这种估测方法是为有额定功率和配置的直流驱动设计，但一系列的实验结果表明，在由相控整流器提供恒定电流场的3KW电机中，它的稳态和瞬态性能表现依然很好。

目录

1.简介
2.直流电机的空间状态模型
3.观测
4.扩展卡尔曼滤波估计的应用
5.实现
6.实验结果
7.结论
9.参考文献
10.附录


列表符号
b=持续性粘滞摩擦
ia=电枢电流
K=取样常数
ke=转矩常数
kir=持续性铁损
ko=热功率传导系数
kT=热功率传导系数和速度的变化率
la=电枢电感
ts=取样时间
va=电枢电压
H=电枢热容量
J=总惯量
K=卡尔曼滤波增益
Ra=电枢电阻
Ra0=常温下的电枢阻值
T=电机转矩
T1=负载转矩
u=输入向量
x=状态向量
y= 输出向量
v=测量噪声向量
w=系统噪声向量
A=连续时间系统矩阵
B=连续时间输入矩阵
C=输出矩阵
F=离散时间系统矩阵
G=离散时间输入矩阵
O=观测矩阵
P=误差协方差矩阵
Q=过程噪声协方差矩阵
R=测量噪声协方差矩阵
^=状态向量估值
E{}=期望算子
=电阻温度系数
=高温状态
=电枢速度