基于扰动观测和补偿的PMSM伺服系统位置跟踪控制

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1、第21卷第5期电机与控制学报Vol.21No.52017年5月ElectricMachinesandControlMay2017基于扰动观测和补偿的PMSM伺服系统位置跟踪控制邹权，钱林方(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要:针对存在参数摄动和外部扰动力矩的PMSM伺服系统位置跟踪控制问题，提出一种基于扰动观测和补偿的滑模控制方法。采用扰动观测器估计系统参数摄动以及负载力矩，并在此基础上对等效扰动进行补偿，减小了模型不确定性对系统控制性能影响，系统的位置跟踪误差由0．85rad减小到0．35rad;在保证系统稳定性的前提下，去除了常规滑模控制中的不连续控制项，有效

2、地减小了抖振。实验结果表明，与工程上常用的PID算法相比，基于扰动观测和补偿的滑模控制算法不仅能够显著提高PMSM伺服系统的位置跟踪精度，而且能有效地削弱抖振。关键词:PMSM;跟踪控制;滑模控制;扰动观测;抖振DOI:10．15938/j．emc．2017．05．014中图分类号:TP273文献标志码:A文章编号:1007－449X(2017)05－0105－05DisturbanceobservationandcompensationbasedpositiontrackingcontrolofPMSMservosystemsZOUQuan，QIANLin-fang(School

3、ofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China)Abstract:AdisturbanceobservationandcompensationbasedslidingmodecontrolschemewasproposedforthepositiontrackingcontrolofPMSMservosystemwithparametersperturbationandexternaldisturb-ancetorque．Adisturbanceobserverw

4、asinvestigatedtoestimatetheparameterperturbationandthedis-turbancetorque，andtheequivalentexternaldisturbancetorquewascompensatedaccordingtotheoutputofthedisturbanceobserver，thentheinfluenceofthemodeluncertaintytothesystemcontrolperformancewasreduced，andthepositiontrackingerrorofthesystemwasred

5、ucedfrom0．85radto0．35rad．Thediscontinuouscontroltermintraditionalslidingmodecontrolwaschoppedoffwhilethestabilityoftheclosedsystemwasguaranteed，thechatteringphenomenawasremediedeffectively．Experimentalresultsshowthat，comparedwiththetraditionalPIDcontrolschemecommonlyusedinpracticalengineering，

6、thedisturbanceobservationandcompensationbasedslidingmodecontrolschemenotonlyhashighertrackingaccuracy，butalsoeliminatesthechatteringphenomenaeffectively．Keywords:PMSM;trackingcontrol;slidingmodecontrol;disturbanceobservation;chattering收稿日期:2014－04－30基金项目:国家自然科学基金(51205206)作者简介:邹权(1987—)，男，博士研究

7、生，研究方向为电机伺服系统集成与控制;钱林方(1961—)，男，博士，教授，博士生导师，研究方向为火炮武器系统集成理论。通信作者:邹权106电机与控制学报第21卷［7，9］方程可以写为0引言Te=1．5pnψfiq=KTiq。(1)永磁同步电机(permanentmagnetsynchronous式中:Te为电机的电磁转矩，N·m;pn(n=1，2，3，motor，PMSM)具有效率高、转矩脉动小、功率密度…)为电机的极对数;ψf为电机永磁体产生的磁链，大、结构紧凑等