永磁同步电机滑模变结构鲁棒控制

崔家瑞，　高江峰，　张波，　李擎

(1.北京科技大学 自动化学院，北京 100083; 2.中国电力科学研究院，北京 100192)



永磁同步电机滑模变结构鲁棒控制

崔家瑞1，高江峰1，张波2，李擎1

(1.北京科技大学 自动化学院，北京 100083; 2.中国电力科学研究院，北京 100192)

摘要:为了克服常规PID速度控制器的缺点，有效抑制状态变量的超调问题，加快转子的收敛速度，增强系统的抗干扰性,提出了一种用于表面式永磁同步电动机的上下界滑模变结构速度控制器。与常规PID速度控制器不同，该控制器将速度误差与系统状态量的变化相关联，通过预设负载转矩的上下界值来实时改进滑模控制率。该控制器可取代常规PID控制器应用于永磁同步电动机矢量调速系统中。仿真和实验结果表明，基于上下界的滑模变结构控制器能够有效地提高系统的静态、动态特性与鲁棒性。

关键词:表面式永磁同步电机;上下界;控制器;滑模变结构

0引言

现代交流调速控制系统中,永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor，PMSM)以其优异的性能在机器人、航空航天领域、精密数控机床和伺服系统等领域有着广泛的应用[1-3]，但由于PMSM是一个多输入、强耦合、非线性、变参数的复杂对象。因此采用常规的PID控制，虽然能在一定程度上满足控制的要求，但是常规PID对系统的数学模型要求的精度比较高，容易受到外来干扰和系统内部参数变化的影响，鲁棒性不强，无法满足高性能的要求[4-6]。因此，近几年来控制器的研究方向转向现代控制理论中的模糊控制、自适应控制、神经网络控制等，这些先进的控制器虽然可以提高系统的运行性能，但是都各有缺点。……