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简洁

本程序基于永磁同步电机（PMSM）数学模型，实现机械转速与转子电角度的扩展卡尔曼滤波（EKF）估计。通过模拟磁场定向控制（FOC）下的电压、电流信号，利用EKF完成电机状态预测与量测更新，并绘制转速、角度、电流及估计误差曲线。电机参数、控制器参数、仿真时间及测量噪声等均可自行调整，便于开展不同工况下的状态观测仿真。

运行结果

状态估计误差

电压与新息诊断

电流观测与估计

转速与角度观测

命令行输出：

MATLAB源代码

部分代码：

% 转速与角度观测：独立MATLAB例程% 2026-10-11/Ver1，作者：matlabfilter，V同号，可获取代码定制、讲解等clear;clc;close all;rng(0);%% 共用教学参数与单位：不将本例解释为Word中15 kW电机的实机验证Rs=0.45;Ld=3e-3;Lq=3.6e-3;psi_f=0.075;pole_pairs=4;J=2e-3;B=5e-4;Ts=1e-4;simulation_time=1.2;dc_voltage=120;voltage_limit=dc_voltage/sqrt(3);current_limit=10;Kp_speed=0.25;Ki_speed=4.0;current_bandwidth=1200;Kp_d=Ld*current_bandwidth;Kp_q=Lq*current_bandwidth;Ki_d=Rs*current_bandwidth;Ki_q=Rs*current_bandwidth;time=0:Ts:simulation_time;sample_count=numel(time);Kt=1.5*pole_pairs*psi_f;Kr=1.5*pole_pairs*(Ld-Lq);% 维护用汇总也是数值向量；各指标仍以独立、有意义的变量保留。speed_rmse=NaN;angle_rmse_deg=NaN;load_rmse=NaN;parameter_relative_rmse_pct=NaN;secondary_parameter_rmse_pct=NaN;improvement_pct=NaN;current_rmse=NaN;peak_speed_error=NaN;gap_speed_rmse=NaN;recovery_speed_rmse=NaN;final_parameter=NaN;final_secondary_parameter=NaN;disturbance_speed_peak=NaN;control_current_peak=NaN;takeover_speed_peak=NaN;recovery_time=NaN;covariance_min=Inf;covariance_chol_failures=0;jacobian_error=0;state_is_finite=1;%% 编码器FOC台架：仅负责生成实际电压、电流和物理一致的真值speed_reference=80+20*(1+tanh((time-0.25)/0.035))/2...-10*(1+tanh((time-0.85)/0.035))/2;load_true=0.35*ones(1,sample_count);state_true=zeros(4,sample_count);voltage_ab=zeros(2,sample_count);plant=[0;(0.35+B*80)/Kt;80;0.30];state_true(:,1)=plant;controller_integrals=zeros(3,1);iq_reference=zeros(1,sample_count);voltage_saturated=false(1,sample_count);iq_bias=(0.35+B*80)/Kt;fork=2:sample_count feedback_ab=current_measurement(plant);[uab,controller_integrals,iq_reference(k-1),voltage_saturated(k-1)]=foc_controller(...feedback_ab,plant(4),plant(3),speed_reference(k-1),controller_integrals,Ts,...Rs,Ld,Lq,psi_f,pole_pairs,voltage_limit,current_limit,...Kp_speed,Ki_speed,Kp_d,Ki_d,Kp_q,Ki_q,iq_bias);voltage_ab(:,k-1)=uab;plant=motor_truth_step(plant,uab,Ts,Rs,Ld,Lq,psi_f,pole_pairs,J,B,load_true(k-1));state_true(:,k)=plant;endvoltage_ab(:,end)=voltage_ab(:,end-1);iq_reference(end)=iq_reference(end-1);current_ab_true=[cos(state_true(4,:)).*state_true(1,:)-sin(state_true(4,:)).*state_true(2,:);...sin(state_true(4,:)).*state_true(1,:)+cos(state_true(4,:)).*state_true(2,:)];noise_std=0.04*ones(2,sample_count);current_ab_meas=current_ab_true+noise_std.*randn(2,sample_count);measurement_valid=true(1,sample_count);current_ab_meas(:,~measurement_valid)=NaN;%% 状态观测：不使用台架的真实转速、真实角度或未知负载

完整代码：
https://download.csdn.net/download/callmeup/93681020

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