Estudio del Filtro de Kalman Extendido (EKF) como estimador de velocidad y posición en el control vectorial de un motor síncrono de imanes permanentes superficiales (SPMSM) de 370W

Abstract

[ES] En este trabajo se centra en el estudio detallado de los parámetros que componen el filtro Kalman extendido (EKF) como estimador de velocidad y posición y del control vectorial del motor síncrono de imán permanente superficiales (SPMSM). Se describieron y se analizaron las distintas combinaciones en el algoritmo del EKF para obtener una estimación correcta de los datos de velocidad y posición, basándose en los resultados de las simulaciones. En el trabajo también se detalla el diseño de los reguladores PI de corriente y velocidad, también se estudiaron los efectos causados en la estimación de ciertos parámetros como: el tiempo de muestreo, el uso de diferentes cargas y las variaciones sobre la zona de trabajo de la máquina. Finalmente luego del estudio de todos los parámetros se utiliza los datos de estimación de la velocidad del filtro Kalman en el sistema de control realizando cambios de velocidad y comprobando su funcionamiento.

[CA] En aquest treball se centra en l'estudi detallat dels paràmetres que componen el filtre Kalman estés (EKF) com a estimador de velocitat i posició i del control vectorial del motor síncron d'imant permanent superficials (SPMSM). Es van descriure i es van analitzar les diferents combinacions en l'algorisme del EKF per a obtindre una estimació correcta de les dades de velocitat i posició, basant-se en els resultats de les simulacions. En el treball també es detalla el disseny dels reguladors PI de corrent i velocitat, també es van estudiar els efectes causats en l'estimació de certs paràmetres com: el temps de mostreig, l'ús de diferents càrregues i les variacions sobre la zona de treball de la màquina. Finalment després de l'estudi de tots els paràmetres s'utilitza les dades d'estimació de la velocitat del filtre Kalman en el sistema de control realitzant canvis de velocitat i comprovant el seu funcionament.

[EN] This work focuses on the detailed study of the parameters that make up the extended Kalman filter (EKF) as a speed and position estimator and the vector control of the surface permanent magnet synchronous motor (SPMSM). The different combinations in the EKF algorithm are described and analyzed to obtain a correct response in the velocity and position data, in the results of the simulations. The work also details the design of PI regulators of current and speed, and also studied the effects caused in the estimation of certain parameters such as: the sampling time, the use of different loads and the variations on the working area of machine. Finally, after the study of all parameters, the Kalman filter speed estimation data is used in the control system, making speed changes and checking its operation.