高空电推进系统的积分滑模反演速度控制

杨前， 刘卫国， 骆光照

(西北工业大学自动化学院，陕西西安710129)

0 引言

随着现代科学技术的进步，高空环境独特的资源优势已成为各国关注的热点。对于高空飞艇、高空无人机这一类飞行器而言，由于高空大气稀薄，典型的电推进系统只能由电池、高性能控制器、高效逆变器、高功率密度永磁同步电动机(permanet magnet synchronous motor，PMSM)、减速器以及螺旋桨等组成［1］。

在高空环境中，电推进系统的控制模型会发生变化，主要因为电推进系统散热困难。温度、外界大气参数的扰动以及供电系统和储能系统参数的改变都会引起PMSM的系统参数发生变化;同时，电推进系统的输出转矩必须承受定常、非定常的负载扰动［2－3］。如何克服系统参数摄动带来的不利影响是PMSM控制研究的关键。

文献［4］研究了PMSM交流调速系统的空间矢量脉宽调制(space vector pulse wide modulation，SVPWM)控制方法;文献［5］设计了PMSM的反演速度控制器，但没有考虑系统参数变化;文献［6－9］将滑模方法应用于PMSM控制系统中，文献［6］将带转矩观测器的模糊滑模控制器用于PMSM速度控制系统中，提高了系统的动态性能，文献［8］采用高阶终端滑模控制器，削弱了控制量的抖振，文献［9］采用径向基函数神经网络在线辨识滑模控制器的切换项增益，在减小抖振的同时提高了系统的鲁棒性;文献［10］提出了滑模与反演控制相结合的PMSM速度控制方法，提高了系统对外界干扰的鲁棒性;文献［11－12］将积分反演法用于PMSM位置控制系统中，文献［12］通过积分反演法实现名义模型的位置跟踪，利用全局滑模控制保证飞行模拟转台伺服系统的鲁棒性，而积分反演法在速度控制中应用相对较少;文献［13］通过反演法设计了PMSM的速度跟踪控制器，利用积分因子减小了转速静态误差。……