基于非线性自抗扰控制器的PMSM直接转矩控制

李少朋 谢 源 张 凯 贺耀庭

(上海电机学院电气学院 上海 201306)

0 引 言

永磁同步电机拥有响应速度快、输出转矩大及调速范围广的特点，在机器人、航空航天等领域受到广泛应用[1-2]。对于永磁同步电机的控制策略，目前较为常用的是矢量控制和直接转矩控制(DTC)。矢量控制策略就是对变流器的电流和电压进行控制，获得理想的电流和电压，使得永磁同步电机按照需求得到控制。DTC策略是对转矩和磁链进行直接控制，控制结构简单。对比两种控制策略，矢量控制计算较为复杂，不易控制；直接转矩控制结构简单，动态响应快，控制效果突出。但是直接转矩控制存在转矩及磁链脉动较大的问题，使得其应用受到了一定的限制。

针对上述问题，需要对传统的DTC控制做一些优化以提高DTC的控制性能。文献[3]提出一种基于模型预测控制的MPC的PMSM最优滑模控制策略，设计出一种最优滑模速度控制器，有效地抑制了超调，提高了系统的启动性能。文献[4]提出了一种二阶滑模控制器来取代传统的PI控制，转矩脉动相对传统的直接转矩控制有较明显的降低，但是其转速控制还是有一定的超调量，且抗扰动能力较弱。文献[5-7]对PMSM外部干扰及不确定项设计了自抗扰控制器，进行观测并预测补偿量，对于扰动量进行估计补偿，提高了系统的抗干扰能力，使得系统运行更加的稳定。文献[8]将PMSM控制系统中的电流环控制器替换成了线性自抗扰控制器(LADRC)，对转速的变化有很强的抗干扰性，且大幅度提高了转速响应的能力，抑制了转速的超调。……