永磁同步电机的滑模速度控制器建模研究仿真.pdf

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1、文章编号：1006—9348(2016)12—0380—05永磁同步电机的滑模速度控制器建模研究仿真张志伟，张天一(天津大学电气与自动化工程学院，天津300072)摘要：由于永磁同步电机系统采用常规PI控制器易受到自身系统参数不匹配和系统外界扰动的影响，难以达到期望的控制效果。针对上述问题，提出了一种滑模速度控制器，来提高系统的鲁棒性和改善系统的动态响应，并在滑模控制器中引入自适应控制算法来抑制系统参数变化和系统扰动给系统带来的影响，削弱滑模速度控制器中的高频抖振。采用矢量控制策略在MATLAB仿真平台上对滑模速度控制器的性能进行了分析，研究结果表明，提出的控制器可以改善永磁同步电机

2、的动态性能。有效抑制高频抖振，提高系统的鲁棒。关键词：永磁同步电机；滑模自适应控制；矢量控制；抖振中图分类号：TM351文献标识码：BTheSlidingModeofPermanentMagnetSynchronousMotorSpeedControllerSimulationModelingResearchZHANGZhi—wei．ZHANGTian—yi(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)ABSTRACT：Becausethepermanentmagne

3、tsynchronousmotorsystemusestheconventionalPIcontroller，itiseasytobeaffectedbytheparametermismatchandtheexternaldisturbanceofitsownsystem，anditisdifficulttoachieve．thedesiredcontroleffect．Focusingontheabovementionedproblem，aslidemodespeedcontroUerWasproposedtoimprovetherobustnessandthedynamicres

4、ponseofthesystem．AndtheadaptivecontrolalgorithmintheslidemodecontrollerWasintroduced，tosuppresstheeffectofthechangeofsystemparametersandthedisturbanceofthesystemonthesystem，andattenuatethehi【shfrequencychatteringinslidemodespeedcontroUer．AvectorcontrolstrategyWasusedtoanalyzetheperformanceofsli

5、demodespeedcontrolleronMATLABsimulationplatform．TheresultsshowthattheproposedcontroHerCanimprovethedynamicperformanceofpermanentmagnetsynchronousmotor，ef-fectivelysuppressthehighfrequencychatteringandimprovetherobustnessofthesystem．KEYWORDS：Permanentmagnetsynchronousmotor；Slipformadaptivecontro

6、ller；Vectorcontrol；Chattering1引言永磁同步电机以其单机容量不受限制、性能优越、维修成本低、可靠性高等优点，被越来越广泛应用于航空、数控机床、机器人、工业自动化等领域。但由于永磁同步电机是含有多变量复杂的非线性系统，采用PI控制方法，虽能实现一定范围内永磁同步电机的控制要求，但其依赖于较为精准的系统参数，易受到系统外环境影响，难以达到期望的控制效果‘1。33。为了解决永磁同步电机系统中常规PI控制存在的问题，国内外学者做了大量研究，一些现代控制理论成果被成收稿日期：2015—09—29修回Et期：2016—03一02．．．——380---——功应用到永磁同

7、步电机调速控制当中，如遗传算法、神经网络控制、模糊控制、滑模变结构控制等H-10]。遗传算法、神经网络控制和模糊控制需要较为复杂的设计规则，同时对硬件要求较高，实现起来比较复杂。相比其它方法，滑模变结构控制具有算法简单、动态响应快、对外界扰动及系统参数摄动鲁棒性强等优点，被国内外学者应用于永磁同步电机调速。然而在实际应用中，滑模变结构控制使系统变量在设计的滑模面两侧来回滑动，给系统带来严重的高频抖振。为了削弱抖振，一般采用采用饱和函数或者sigmoid函数