基于MTPA的永磁同步电机滑模变结构直接转矩控制

万健如， 宫成， 刘暐，2， 拜润卿

(1.天津大学电气与自动化工程学院，天津300072;2.河北工程技术高等专科学校，电气自动化系，河北沧州061001)

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永磁同步电机 (permanent magnet synchronous machine，PMSM)的直接转矩控制(direct torque control，DTC)是继矢量控制之后的又一高性能的控制策略。传统的DTC具有结构简单、转矩响应迅速、对转子参数不敏感等优点，引起了学者的关注，但也存在磁链低速观测困难、转矩脉动大、开关频率不固定、低速性能不佳等问题。针对上述问题，国内外学者进行了很多研究，大致集中于:转矩脉动的抑制、磁链观测器精确度的提高、无传感器运行的研究等。针对传统DTC开关频率不固定，文献［1］将空间矢量和DTC结合，采用两个PI调节器实现了感应电机固定频率的直接转矩控制(SVM－DTC)。文献［2－3］将其引入到了永磁同步电机，转矩性能得到改善，但两个PI调节器参数调节比较困难，同时增加了系统复杂性。

近年来，变结构滑模控制(variable structure sliding mode，VSS)因其所具有的优良特性而受到越来越多的重视。该方法通过滑模面的设计和等效控制律的选取，能快速响应输入的变化，在匹配条件下，由于其对参数不确定性且对外界扰动不敏感，具有很好的鲁棒性［4］。滞环控制也可以看成是一种特殊的变结构控制，因此研究变结构直接转矩控制(VSS－DTC)具有重要的意义。文献［5］首先将滑模变结构理论用于DTC中，设计了积分滑模面，通过设定积分初值保证滑模面在初始时刻为零，从而实现整个过程的鲁棒性，利用积分滑模面的平滑特性，减小了磁链和转矩的脉动，但由于设计的是全局滑模面，系统的动态性能不佳，抖振不易克服。……