基于转矩观测器的永磁同步电机滑模速度控制

林 励，陈晓文，程智宾

(1.福建信息职业技术学院物联网与人工智能学院，福建 福州 350003；2.福建信息职业技术学院国际交流中心，福建 福州 350003；3.福建信息职业技术学院教务处，福建 福州 350003)

永磁同步电机因其高效率、紧凑的结构、高转矩电流比等优点被广泛地应用于机器人、电动汽车、数控机床等工业制造领域中[1]。磁场定向控制作为先进的数字控制技术，提高了永磁同步电机驱动器的性能[2]。在磁场定向控制策略中，通常采用包括外部速度环和内部电流环的双闭环控制结构。除了传统的PI控制方法，研究人员还提出了许多先进控制策略，例如滑模控制、二自由度PI控制、模糊控制、预测控制等。其中，滑模控制作为一种特殊的非线性控制策略，可以在控制过程中，依据系统当前状态改变系统结构，使系统根据预定的滑动模态的状态轨迹运动[3]。因此，滑模控制具有动态响应快、参数鲁棒性好等优点。将滑模控制应用于电机控制中，能显著提高电机控制系统的快速响应能力以及对外部扰动的鲁棒性。然而，滑模控制的鲁棒性能提高，通常以增大抖振为代价。转矩观测器能在电机控制系统运行过程中，实时估计外部负载转矩。近年来，扰动观测器的研究获得了巨大的进展。研究人员陆续提出龙伯格扰动观测器、高增益扰动观测器、滑模扰动观测器等先进的扰动估计策略，并取得了良好的效果[4]。其中，高增益观测器依据系统输入变量，输出放大较大倍数的状态变量估计值。……