基于新型趋近律的永磁同步电动机滑模变结构控制
2015-01-13毕坤,邵民
微特电机 2015年9期
毕 坤,邵 民
(新乡职业技术学院,新乡453006)
0 引 言
永磁同步电动机(以下简称PMSM)具有结构简单、功率密度高、体积小等优点,在很多领域得到了广泛应用。目前,由于传统的PID 控制器具有算法简单、可靠性高等优点,从而得到了普遍使用。然而由于永磁同步电动机具有强耦合性、参数时变性以及非线性等特点,当系统参数发生变化或者受到外界不确定因素的影响时,传统的PID 控制已经不能很好地满足控制器性能的要求[1]。为了提高PMSM控制性能并解决传统的PID 控制的不足,国内外研究者提出了反馈线性化控制[2]、神经网络控制[3]、自适应控制[4]、模糊控制[5]以及滑模变结构控制[6]等。其中滑模控制因其具有快速动态响应以及对参数时变性和外部扰动不敏感的特点,得到广泛应用。
为了提高PMSM 控制系统整体性能,在分析传统的趋近律滑模变结构的基础上,提出了一种新型滑模变结构趋近律。利用李雅普诺夫函数对新型滑模趋近律进行了稳定性分析;同时基于新型趋近律设计了速度控制器,将其应用到PMSM 调速系统中。仿真结构表明:该控制器能够提高控制系统鲁棒性和趋近速度,有效抑制了滑模控制中的抖振现象。
1 PMSM 数学模型
通过Park 变换,将两相静止坐标系中的电机变量变换成两相旋转d-q 坐标系中的变量,得:

相应的Park 反变换:

由此可以得到PMSM 在dq 坐标系下的电压方程:

PMSM 转矩方程:

PMSM 运动方程:

式中:id,iq和uq,ud分别为电机d 和q 轴电流和电压;R 为定子电阻;L 为定子电感;ψf为电机的永磁通;p 为极对数;J 为转动惯量;ω 为角速度;θ 为转子位置。……
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