张　蒙

(山西蓝焰煤层气集团有限责任公司，山西　晋城　048000)



基于二自由度PI控制的永磁同步电机仿真分析

张蒙

(山西蓝焰煤层气集团有限责任公司，山西晋城048000)

摘要构建了永磁同步电机d-q坐标系下的数学模型，并结合矢量控制方法在Matlab/Simulink仿真环境下对采用的控制方法进行建模。针对传统的PI控制系统不能使系统的目标跟随特性和抗干扰性同时最优，提出二自由度PI控制的策略，实现永磁同步电机的目标跟随和抗干扰能力双优控制。通过仿真结果分析，得出相比传统PI控制，基于双自由度PI控制器的永磁同步电机具有良好的抗负载干扰和目标值跟随的能力。

关键词永磁同步电机；二自由度PI控制；matlab仿真

永磁同步电机(PMSM)因具有一系列优点而广泛应用于一些精密控制领域，如数据机床的给进系统、自动加工装置等，因而对其目标值的跟踪特性和外扰抑制特性有比较高的要求。而传统的PI控制系统在设定值跟随和抗负载干扰问题上不能同时兼顾，达不到双优的效果。针对这一问题，我们在永磁同步电机的转速控制策略上引用二自由度PI控制，这种控制方法有效弥补了传统PI控制难以同时兼顾目标值跟踪性能与抗扰性能的缺陷，使得系统在运行过程中，可以达到良好的控制目的，使电机输出最优。

1永磁同步电机的数学模型

采用矢量控制方法的永磁同步电机，在两相旋转坐标系(d-q)中的数学模型为：

d-q坐标系下的电压方程：

(1)

(2)

式中，ud、uq、id、iq、ψd、ψq分别为定子电压、电流和磁链在两相旋转坐标系d、q轴的分量。……