张懿 韦汉培 魏海峰 储建华 彭艳

摘要：针对传统永磁同步电机滑模控制存在的抖振以及系统鲁棒性差问题，提出基于自适应模糊滑模软切换的永磁同步电机鲁棒无源控制方法。控制系统电流内环通过设计鲁棒无源控制器，得到dq旋转坐标系下的电压给定，有效提高电流预测控制的鲁棒性。转速外环设计模糊滑模软切换控制器，利用双曲正切函数代替符号函数，实现软切换连续控制。采用自适应模糊控制法估计集成不确定边界，有效削弱滑模抖振。实验对比传统滑模控制与新型控制方法，其结果验证了新型控制方法在抖振以及抗扰动方面的有效性和实用性。

关键词：永磁同步电机;自适应模糊滑模;无源控制;滑模控制;鲁棒性

DOI：10.15938/j.emc.2019.09.013

中图分类号：TM 301

文献标志码：A

文章编号：1007-449X（2019）09-0101-07

Adaptive fuzzy sliding mode robust passive control of  permanent magnet synchronous motor

ZHANG Yi1，2，WEI Han pei1，2，WEI Hai feng1，2，CHU Jian hua2，PENG Yan3

（1.Institute of Electronics and Information，Jiangsu University of Science and Technology， Zhenjiang 212000，China;

2.Jiangsu Kai Xuan Intelligent Technology Co.， Ltd， Suzhou 215000， China;

3.School of Mechatronic Engineering and Automation，Shanghai University，Shanghai 200444，China）

Abstract：

Traditional sliding mode control（SMC）of permanent magnet synchronous motor （PMSM） has buffeting problem， and its robustness is poor. In view of this problem， a robust passive control method for PMSM based on adaptive fuzzy sliding mode soft switching was proposed. Through the design of robust passive controller， the internal current loop of the control system was given in the voltage under dq rotating coordinate system， then the current predictive control robustness was improved effectively. In out speed loop， fuzzy sliding mode soft switching controller was designed， and the hyperbolic tangent function was used instead of symbolic function， then the soft switching continuous control was achieved. Adaptive fuzzy control method was used to estimate the uncertain boundary， and the sliding mode buffeting was reduced effectively. Compared with the traditional SMC and the new control method， the experimental results verify the effectiveness and practicability of the new control method in buffeting and perturbation.

Keywords：permanent magnet synchronous motor; adaptive fuzzy sliding mode;passive control; sliding mode control;robustness

0引言

永磁同步电机具有结构简单、效率高、功率密度高等固有优点，在电动汽车、风力发电、机器人等各种工业领域中得到了广泛的应用。永磁同步电机的控制系统通常采用磁场定向控制，该控制系统结构为一个具有内电流环和外转速环的串级控制结构，传统的PI控制技术由于其实现简单，在内电流环和外转速环中仍然较受欢迎。然而，实际的永磁同步电机系统中存在着大量的内部或外部干扰和不确定性，如未建模动力学、参数变化、摩擦力和负载干扰。传统的线性控制方法，如PI控制，难以取得较好的控制效果。

为此，在具有内外扰动和不确定性的永磁同步电机系统中，多种非线性控制方法被采用来提高系统的控制性能，如鲁棒控制、滑模控制、无源控制、反步控制等。……