基于自抗擾控制器的永磁同步電機調速系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、永磁同步電機（Permanent Magnet Synchronous Machine，簡稱PMSM）具有功率因數(shù)高、效率高、結構簡單、價格合適等優(yōu)點，廣泛應用于數(shù)控機床領域，但PMSM也是一個非線性、參數(shù)攝動、強耦合的多變量系統(tǒng)，對控制算法要求較高。然而，現(xiàn)代控制算法的控制性能往往過多依賴于精確的數(shù)學模型，經(jīng)典控制算法又難以獲得很高的伺服性能。作為一種新型的非線性控制器，自抗擾控制技術(ActiveDisturbance Reject

2、ion Control，簡稱ADRC)既綜合了經(jīng)典PID控制器的優(yōu)點，又融入了現(xiàn)代控制理論的設計方法。本文針對PMSM矢量控制系統(tǒng)的抗擾性能和控制精度問題，將ADRC應用于永磁同步電機伺服控制系統(tǒng)，有效地提高了伺服系統(tǒng)性能。
　　本文首先基于矢量坐標變換與電壓空間矢量的定義，建立了永磁同步電機在三相靜止坐標系、兩相靜止坐標系和兩相旋轉坐標系下的數(shù)學模型。在磁場定向控制策略下，以id=O作為轉矩電流和勵磁電流的控制方式，搭建了速度、

3、電流雙閉環(huán)PMSM矢量控制系統(tǒng)仿真模型，為ADRC控制器與PI控制器提供仿真平臺。
　　然后，引出ADRC技術，以克服PID控制中快速性與超調量之間的矛盾，解決抗擾能力不足和控制精度不高這些問題。通過介紹ADRC控制器的組成結構和工作原理以及理論分析與仿真佐證，從理論的角度說明了ADRC可以提高PMSM控制系統(tǒng)性能的可行性，為后面的計算機仿真打下基礎。
　　此后，為驗證ADRC控制系統(tǒng)無超調控制、抗擾能力強和控制精度高的特征

4、，本文在MATLAB\Simulink環(huán)境下將ADRC和PI控制器分別應用于PMSM交流調速系統(tǒng)，并進行了空載啟動，帶載啟動，突然加、減常值負載，加減速、正反轉和突加隨機負載擾動的實驗。仿真結果表明:在ADRC控制系統(tǒng)中，擴張狀態(tài)觀測器起到了準確觀測系統(tǒng)擾動的作用，并通過擾動補償環(huán)節(jié)有效減小了擾動對系統(tǒng)的影響。與PI控制系統(tǒng)相比，基于ADRC算法的PMSM調速系統(tǒng)的速度響應不僅具有更佳的抗擾性能和更高的控制精度，而且在無超調的前提下實現(xiàn)