永磁同步电机的分数阶协同控制器设计*
2021-11-03王晓东冯占雄
组合机床与自动化加工技术 2021年10期
关键词:系统
王晓东,马 强,冯占雄,温 云
(湖北文理学院纯电动汽车动力系统设计与测试湖北省重点实验室,湖北 襄阳 441053)
0 引言
滑模控制具有对参数变化不敏感、抗干扰性强、鲁棒性好等特点,能较好地应用于永磁同步电机控制系统中,但是高频控制下换向会引起抖振问题。文献[1]提出一种新型变趋近律构建新的滑模观测器,系统的抖振降低、转子位置及转速估算准确性提高。文献[2]通过选择饱和函数替代传统开关函数,有效的降低了滑模观测器的抖振。文献[3]设计一种引入幂次趋近律的分段函数替代传统开关函数,抑制系统的高频抖振。另外,本文提到的协同控制可认为是滑模控制的线性逼近,可以消除抖振问题[4],主要包括两个步骤[5]:首先,根据系统约束条件设计流形,即系统状态变量的线性或非线性函数;其次,设计协同控制律,将轨迹系统引入具有特定参数的流形。文献[6-7]将协同控制和永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor, PMSM)速度闭环控制相结合,设计了新型控制策略,并提出了一种滑模负载转矩观测器估计负载转矩,补偿强扰动。借鉴滑模控制的应用成果,如分数阶滑模控制器[8]、滑模负载转矩观测器[9]、滑模观测器[10]等, 有效拓展了协同控制在PMSM控制系统中的应用。
本文主要贡献如下:①在文献[6-7]提出的协同控制器(Synergetic controller, SGC)基础上,结合分数阶微积分理论设计了分数阶速度控制器。②设计协同负载转矩观测器将观测值反馈给分数阶速度控制器,降低负载转矩对系统的影响。……
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