永磁同步电机的分数阶全局快速滑模控制
2014-06-13刘舒其陈志梅赵志诚太原科技大学电子信息工程学院太原030024
太原科技大学学报 2014年3期
刘舒其,陈志梅,赵志诚(太原科技大学 电子信息工程学院,太原 030024)
永磁同步电机(PMSM)具有功率因数高、电磁转矩纹波系数小、动态响应快、过载能力强等优点,在医疗设备、数控机床等高性能伺服场合获得了广泛应用。永磁同步电机常规采用PI控制,然而由于它是一个多输入、强耦合、非线性系统,为了提高控制精度,模糊和自抗扰等现代控制理论方法被引入到电机控制中来[1-2]。滑模变结构控制具有算法简单、响应速度快、对外部干扰具有强鲁棒性等优点。但传统滑模控制系统状态不能在有限时间内收敛到零,并且系统存在抖振。这限制了滑模控制方法在实际系统中的推广和应用。
分数阶微积分理论是研究任意阶微分和积分的理论,是整数阶微分和积分向非整数阶的推广。分数阶系统特有的收敛特性、记忆功能等使控制系统出现特殊的性质或者更好的效果。因此,分数阶理论在控制领域应用越来越广泛[3-6]。
本文考虑永磁同步电机的外部负载扰动,提出递归的分数阶全局快速滑模控制策略。针对滑模控制系统状态收敛速度较慢的问题,在滑动模态中引入terminal吸引子[7],使得系统在有限时间内迅速收敛。针对传统滑模控制系统的抖振现象,把分数阶微积分理论应用到滑平面的设计中,利用分数阶系统随时间缓慢衰减的特性削减抖振。并与文献[8]提出的控制器和PI控制器控制效果作对比,仿真结果验证了该方法具有更好的综合控制性能。……
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