永磁同步电机转速快速动态滑模控制*
2012-08-28方一鸣张永潮
电机与控制应用 2012年4期
方一鸣, 牛 犇, 张永潮, 于 晓
(1.国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心,河北秦皇岛 066004;
2.燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室,河北秦皇岛 066004)
0 引言
永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)是一种常用的伺服电机[1],其可应用于伺服电机驱动的连铸结晶器正弦/非正弦振动[2]控制系统中,该系统对电机的转速有较高的控制要求。但是,PMSM是一个非线性、强耦合的系统,在实际系统中还存在着参数摄动、负载干扰等不确定性。因此,需要采取有效的控制策略来提高伺服系统的控制性能。近年来,一些现代控制理论相继被引入交流伺服系统的研究中,文献[3-4]将神经网络和滑模控制结合运用于PMSM控制,文献[5]研究了PMSM转速的自校正控制,文献[6-7]设计了模糊滑模控制器来对电机进行控制,文献[8]通过非线性Backstepping方法对PMSM转速进行控制。
滑模变结构控制因其对参数变化和外部扰动的不敏感,越来越得到大家的广泛关注。但是,滑模控制本质上存在高频抖振现象,针对这一情况,近年来提出了高阶滑模控制[9-11],其主要思想是将高频抖振加到滑模变量的高阶导数上。动态滑模[12]方法也是通过设计与系统控制输入的一阶或高阶导数有关的切换函数,可将不连续项转移到控制量的一阶或高阶导数中去,得到在时间上连续的控制律,从而有效降低抖振。
本文针对PMSM转速跟踪系统,给出了一种快速动态滑模的控制算法,根据矢量控制原理,分别对电机的速度环和电流环进行控制器设计,首先选取动态滑模面,将不连续项转移到控制量的一阶导数中,并根据快速终端滑模的思想设计控制律,使系统快速收敛。……
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