基于滑模控制的PMSM直接转矩控制研究＊

林立，刘凡

（1.多电源地区电网运行与控制湖南省重点实验室，湖南 邵阳 422000；2.邵阳学院电气工程学院，湖南 邵阳 422000）

永磁同步电机（PMSM）为一种高性能的伺服控制电机，其特征表现为适用性强、结构简单、损耗小。近年来在市场需求的推动下，永磁同步电机的性能水平日益提升，且在智能控制、航空领域都获得了应用［1-2］。但是这种电机在控制时涉及到多变量、变参数，因而控制难度较高。

在传统的DTC过程中，关键的控制对象是磁链和转矩，其优势表现为实时性高，可高效地抵抗环境干扰［3］。直接转矩控制过程中，先确定出定子电压和电流的相关参数，然后在电压矢量基础上实现直接控制目的。但受到开关频率因素的影响，其电压矢量的有效值和期望值存在较大偏差，导致DTC中磁链和转矩出现明显的波动，影响了总体性能［4］。

在研究过程中为提高开关频率稳定性，对这种电机进行控制时，引入SVPWM调制技术［5-6］。进行简化后应用滑模控制(sliding mode control，SMC)算法，对此算法的性能进行仿真研究，结果发现其控制精度高，有较高的抗噪性，表现出良好的应用价值。控制算法决定了控制器的性能，为验证永磁同步电机控制策略的有效性，必须进行实验验证［7］。

1 PMSM数学模型

在研究PMSM时，考虑到数学分析要求，进行了下面假设：a.该电流是对称的三相正弦波电流；b.涡流和磁滞损耗可以忽略不计；c.不包括铁芯的饱和效应。

根据理论分析可知，在旋转d-q系下，PMSM电机的控制模型表达式为：

公式里：ud、uq、id、iq、ψd、ψq、Ld、Lq依次对应定子电压、电流、磁链及电感的d-q轴分量；……