永磁同步电机有限时间预设性能控制

陈子印 ,林 喆 ,贾鹤鸣 ,王 鹏

(1.中国空间技术研究院 北京空间机电研究所,北京 100093;2.三明学院 信息工程学院,福建 三明 365004;3.南京理工大学 能源与动力工程学院,江苏 南京 210094)

1 引言

永磁同步电机采用矢量驱动,具有高功率因数、高转矩惯量比、波动力矩小等优点在低速高精度光机伺服控制系统中作为直驱执行器件得到了广泛应用,随着高分辨率成像精度要求的不断提高,对光机伺服系统的稳定时间和动态性能提出了更高的要求[1–2].

有限时间稳定性的提出对现代非线性控制的发展起到着重要的影响[3–4],相比于渐近稳定的结果,有限时间稳定具有更大的优势，能够保证系统误差轨迹或状态轨迹在有限时间内从任意初始点收敛到原点或 其附 近邻 域[5].目前针 对永磁 同步 电机 的有 限时间控制大多与滑 模控制方法相结合,如终端滑模控制[6–7],并在此基础上为解决系统状态接近原点时终端滑模的奇异值问题及远离平衡点处收敛缓慢的问题,分别提出了非奇异终端滑模[8]和非奇异快速终端滑模等改进方法[9–10],由于工程中电机调速系统的控制目标总是要求在有限时间内完成,这使得对有限时间稳定的研究具有重要的工程应用价值.

近年来,针对永磁同步电机这一类仿射非线性系统,反步法[11]提供了一种迭代构造李雅普诺夫能量函数的控制系统设计方法.构造的李雅普诺夫函数能够保证闭环系统信号的全局稳定,但反步法在迭代……