基于磁链与负载观测器的异步电机反步滑模控制

（青岛大学自动化学院，山东青岛266071）

异步电机（induction motor，IM）由于价格低廉、可靠耐用、维护要求低以及调速范围广的优点，被广泛用于工业制造中[1]。然而，异步电机是一个非线性、多变量和强耦合的系统，要想充分发挥其机械性能，需要选择合适的控制方法[2]。矢量控制使异步电机的磁通与转矩解耦，进而响应速度加快，调速性能也大幅提升[3-4]。实际工业生产中，电机的持续运行会导致绕组升温，这会使绕组参数发生摄动，其中转子电阻值会在很大程度上发生改变[5-6]，而且电机负载转矩通常是未知或不精确的，因此使矢量控制动态响应大打折扣，降低了系统运行的可靠性[7]。目前，有许多控制算法可以使异步电机系统具有良好的动、静态性能。文献[7]提出了一种暂态矢量估计器，将标量控制（v/f）的鲁棒性与矢量控制的动态性能融合在一起。文献[6]中使用已知回归模型来同时估计电机速度与定、转子电阻，增加了联合估计的稳定性。文献[8]设计了基于Gopinath模型的电压模型磁链观测器，其对转子电阻与互感变化具有鲁棒性。文献[9]利用模型参考自适应（model reference adaptive system，MARS）算法，在线辨识转子时间常数，降低了转子电阻摄动对转速的影响。文献[10]设计的模型预测控制结构简单，降低了参数调节的难度，但不能完全消除系统中的不确定因素和外部扰动。文献[11-12]设计了一种在零频或低频下的速度控制方法，提出一种新型自适应滑模观测器（sliding mode observer，SMO），对定转子电阻进行估计，增加了系统对参数不确定的鲁棒性和估计精度。……