基于Super-twisting算法的永磁同步电机自适应滑模速度控制
2021-05-26胡继胜
自动化与仪表 2021年5期
关键词:系统
汤 成,胡继胜
(大连交通大学 机车车辆工程学院,大连116028)
永磁同步电机(PMSM)因其具有高效率、低能耗、功率密度高、转矩大、噪声小及可靠性高等多重优势[1]被广泛应用于风力发电、电动汽车、轨道交通各个领域中[2-4],由此对PMSM 系统的控制精度、控制稳定性也提出了更高的要求。传统的PI 控制作为一种经典控制策略因其算法理论较为简单、稳定可靠在工业控制领域受到广泛应用,但因PMSM 是一个非线性、强耦合、参数可能随时间变化的复杂系统,PI 抗干扰能力又较差,难以满足对PMSM 高精度控制的要求。因此,诸如滑模变结构控制(SMC)[5]、自适应控制[6]、遗传算法控制[7]等新型控制开始被提出。其中,滑模变结构控制因其响应速度快、抗扰动能力强等优点,被众多专家学者加以深入研究以应用到PMSM 系统中。文献[8]基于传统指数趋近律,引入了变指数函数和双曲正切函数,提高了系统趋近速度和抖动抑制能力。文献[9]提出了一种基于改进的幂次指数趋近律的模糊自适应滑模控制器设计方法,引入了积分滑模面和模糊自适应方法优化趋近律未知参数。文献[10]在幂次趋近律的基础上加入指数项,并且在幂次指数项指数中引入系统状态变量使幂次指数与系统状态关联,解决幂次趋近律在原理滑模面时趋近速度慢的问题,同时使系统平滑进入滑模面。
综上所述,本文在自适应滑模速度控制器[11]的基础上,引入了Super-twisting 滑模控制。Supertwisting 滑模控制属于二阶滑模控制方法,相较于传统的滑模控制,由于可以产生连续的无抖振控制信号,还可以实现滑模变量及其导数在有限时间内渐进稳定,所以其控制性能更加优越。……
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