基于扩张状态观测器的PMSM积分时变滑模控制
2021-04-08
电气传动 2021年7期
(青岛大学自动化学院,山东青岛266071)
永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)由于其固有的低转子惯性、高效率、结构坚固、高功率密度等优点,在电动汽车、风力发电系统、机器人等各种工业应用中受到了广泛关注[1-3]。永磁同步电机的控制系统通常采用磁场定向结构,形成了内电流环和外速度环的串级控制结构。这项技术使得永磁同步电机具有与直流电动机相似的转矩控制性能,在转速和电流回路中采用比例积分控制,但电机参数的准确性会影响系统动态性能。此外,由于电动机的非线性、强耦合和振动特性[4-5],传统的串级控制结构不能很好地处理机电方面的非线性问题。这些因素必然会影响控制系统的动态响应,在某些地方可能不能满足特殊要求[6-7]。
近年来,针对永磁同步电机驱动系统,各种采用现代控制技术的新型控制方法被提出,如自适应反步控制[8]、无源性控制[9]、滑模变结构控制[10]、模糊控制[11]、预测控制[12]、神经网络控制[13]等,均从不同方面提高了永磁同步电机的性能。在这些控制方法中,滑模变结构控制由于具有响应速度快、鲁棒性强、实现简单等优点[14-15],因而受到学者们的广泛关注。在文献[16]中,针对PMSM的速度环控制,提出了一种基于新型趋近律的滑模控制方法,减小了抖振,同时设计了观测器来估计扰动,提高了鲁棒性。在文献[17]中,针对PMSM的电流环控制,设计了一种新的具有扰动补偿能力的滑模电流控制策略,改善了滑模控制过程的抖振现象,提高了电流的响应速度,实现了精确的电流跟踪控制。……
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