电动汽车用PMSM带滤波补偿三阶滑模自抗扰控制
2021-12-29王晓远刘铭鑫陈学永李小宁
王晓远,刘铭鑫,陈学永,2,李小宁
(1.天津大学 电气自动化与信息工程学院,天津 300072;2.天津内燃机研究所,天津 300072)
0 引 言
随着全球气候问题日益加剧,低污染、高效的电动汽车深受关注,逐渐成为研究的热点问题。内置式永磁同步电机因其电磁转矩大、调速范围宽等优点[1-3],广泛地应用于电动汽车驱动电机领域中。在电动汽车中常采用最大转矩电流比(maximum torque per ampere,MTPA)控制的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)矢量控制方法。相比较于id=0控制方法,MTPA能够充分利用电机的磁阻转矩,从而实现以较小电流得到相同转矩的目的,更符合电动汽车对于大转矩的要求[4]。
然而,电动汽车具有运行工况复杂、干扰大等特点,因此对驱动电机的控制系统有着更高的要求。传统应用的PI控制器无法满足PMSM控制系统对高给定跟踪性能与强抗扰能力的要求。伴随着非线性控制理论的发展,模型预测控制(model predictive control, MPC)[5-8]、模型参考自适应控制(model reference adaptive control, MRAC)[9-10]、滑模控制(sliding mode control, SMC)[11-14]等开始被用来替代PI控制用以驱动永磁同步电机。其中,滑模控制是一种变结构控制,滑模控制函数的开关特性将系统的工作点限制在滑动模态上,并进一步运动到稳定点,具有响应速度快、抗扰能力强等优点。但滑模控制通常是使用较大的开关增益来实现对干扰的快速控制,这将会导致控制系统所不期望的抖振现象的发生。
针对这一问题,一些学者致力于设计新型滑模趋近律与开关函数。文献[15]设计了一种基于新型趋近律和高阶快速终端滑模观测器的新型滑模控制方法,有效地减小了负载扰动引起的速度波动;……
