基于改进GWO算法的永磁同步电机滑模MRAS控制
2021-10-14王泽霖胡启国
王泽霖,胡启国
(重庆交通大学 机电与车辆工程学院,重庆 400074,中国)
永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)因具有效率高、功率密度大、转矩脉动小、体积小等优点,已被广泛的应用于航空航天、机器人、轨道交通及电动汽车等领域[1-2]。传统的PMSM通常采用高精度、高分辨率的速度和位置传感器如旋转变压器、光电编码器等来检测转子转速和位置角信息,但高性能的传感器不仅提高了电机成本,且易占用空间并给电机的安装带来了不便,因此无传感器控制技术在近些年来受到关注[3]。
无传感器控制的方法主要分为2种:一种是用来检测电机在零低速运行时的转子速度和位置角,如高频电压信号注入法、高频电流信号注入法等;另一种是用来检测电机在中高速运行时的转子速度和位置角,如模型参考自适应系统(model reference adaptive system,MRAS)法、扩展Kalman滤波器法、滑模观测器法等[4-5]。
MRAS是从20世纪50年代后期发展起来的一种自适应控制系统,于 1989年被用于估计异步电机的转速和PMSM[6]。该方法算法简单、收敛速度快[7-10]。
滑模MRAS(sliding model MRAS)是在MRAS基础上引入滑模变结构控制而来,以提高MRAS的鲁棒性和抗扰性,但由于较大的系统抖振以及较大的观测误差值,又有改进:文献[11]采用饱和函数来替换传统滑模MRAS中的开关函数,使系统运行更加平稳;文献[12]用一种边界层可变的新型饱和函数替换传统滑模MRAS中的开关函数,使系统拥有良好的转速估计效果;文献[13]采用一种连续切换函数Sigmoid取代了传统滑模MRAS的开关函数,有效地平滑了控制信号;……
