基于負載轉(zhuǎn)矩觀測器的永磁同步電機滑模速度控制.pdf

1、永磁同步電機具有功率密度高、效率高、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點,在航空航天、機器人、電氣傳動等多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。永磁同步電機在實際運行易受來自系統(tǒng)內(nèi)部的參數(shù)攝動、摩擦力、未建模擾動和來自外部的負載擾動等不確定性的影響,為了實現(xiàn)高精度、高可靠性的控制要求就必須研究先進的控制算法。本文采用滑模變結(jié)構(gòu)控制實現(xiàn)永磁同步電機調(diào)速控制,以達到響應(yīng)快速、對參數(shù)和擾動不敏感、實時性好等目的。
　　針對傳統(tǒng)滑?？刂破鞔嬖诘亩墩?、響應(yīng)速度緩慢和抗擾能力有限

2、的問題,本文提出了一種基于新型趨近律和觀測器的滑模速度控制策略。本文從建立永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型出發(fā),研究了滑模變結(jié)構(gòu)控制的基本原理,分析出滑模控制中抖振產(chǎn)生的原因和抑制策略。設(shè)計了一種含有轉(zhuǎn)速誤差和切換函數(shù)信息的新型趨近律,利用離散化方法和數(shù)學(xué)推導(dǎo)求解出新型趨近律的切換帶寬和趨近時間,并根據(jù)期望的趨近速率推導(dǎo)出趨近律中的參數(shù)選擇范圍;基于此新型趨近律設(shè)計了滑?？刂破?實現(xiàn)了永磁同步電機的滑模速度控制。在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建了擴展滑模觀測器實

3、現(xiàn)對轉(zhuǎn)速和負載轉(zhuǎn)矩的觀測,采用Lyaponov穩(wěn)定理論證明了觀測器的穩(wěn)定性,并對觀測器的抖振抑制能力和魯棒性進行了分析,將估算的負載轉(zhuǎn)矩的前饋補償至滑模控制器的輸出端,最終建立了本文的新型滑?？刂撇呗浴Ｑ芯勘砻?在動靜態(tài)響應(yīng)、抖振削弱、抗參數(shù)和負載擾動上該控制策略均表現(xiàn)出良好的優(yōu)越性。
　　在交-直-交變頻器的永磁同步電機控制平臺基礎(chǔ)上,將設(shè)計的新型滑?？刂撇呗詰?yīng)用到永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)中進行實驗驗證。實驗結(jié)果表明:在新型滑模