基于复域改进的IPMSM内模电流解耦控制.pdf

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1、《电气自动化}2014年第36卷第6期变流技术Conve~erTechniques基于复域改进的lPMSM内模电流解耦控制张国荣，缪宇婷，漫自强(合肥工业大学电气工程与自动化学院，安徽合肥230009)摘要：分析了交、直轴电流耦合对IPMSM调速系统转矩输出能力的影响，在考虑电机电气参数变化的基础上，采用内模控制进行电流环解耦，并在复域中对比分析了传统反馈解耦和内模解耦的抗参数扰动能力。针对内模控制系统进入稳态前出现的震荡现象，提出一种增加虚拟电阻的改进内模控制方法，仿真表明能有效实现交、直轴电流解耦，并提高系统的鲁棒能力。关键词：内置式永磁同步电机；解耦；内模控制；复

2、域；虚拟阻抗DOI：10．3969／j·issn．1000—3886．2014．06．001[中图分类号]TM351[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2014)06—0001—04AnImprovedIPMSMInternalModelCurrentDecouplingControlBasedonComplexDomainZHANGGuo-rong，MIAOYu—ting，MANZi—qiang(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，HefeiUniversityofTechnology，HefeiAnhui

3、230009，China)Abstract：ThispaperanalyzestheeffectthatalternateanddirectshaftcurrentsproduceuponthetorqueoutputcapacityoftheIPMSMspeedregulatingsystem．Underconsiderationofvariationsoftheelectricalparametersofthemotor，internalmodelcontrolisadoptedtoachievecurrentloopdecoupling．Inthecomplexd

4、omain，acomparativeanalysisismadeoftheparameterdisturbanceresistanceoftheclassicalfeedbackdecouplingandinternalmodeldecoupling．Withrespecttotheoscillationoccurringbeforetheinternalmodelcontrolsystementersitssteadystate，animprovedinternalmodelcontrolispresentedtoaddavirtualresistor．Simulat

5、ionresultsindicatethatthismethodcaneffectivelyrealizealternateanddirectshaftcurrentdecouplingandimprovetherobustnessofthesystemaswel1．Keywords：built—inpermanentmagnetsynchronousmotor；decoupling；internalmodelcontrol；complexdomain；virtualimpedance0引言(f)同步电机具有结构简单、尺寸小、效率高、功率密度大等优点，由永磁同步电机组成

6、的闭环调速系统可实现优良的动态性能、高功率密度和很宽的调速范围。但它又是非线性、多变量、强耦合、时变的系统。因此研究如何获得高性能的永磁同步电机的控制策略，实现电机高性能控制具有实际意义⋯。图1内模控制结构在低速时，交、直轴电流耦合程度小，忽略这种耦合影响不会图中G(s)为被控对象G(s)的内模，G(s)称为内模控导致控制性能下降很多；但是随着转速的升高，耦合电压所占比制器。重增加，因此耦合作用的影响会越来越严重。传统的同步PI电此控制系统的输入输出传递函数为：流控制只对面轴的两个电流环单独起作用，忽略了交叉耦合项，Ff)：!!二±影响其动态性能。而基于内模控制的电流解

7、耦策略，虽然解耦效1+GIMc(5)[G(s)一G(s)]果较理想，对参数变动具有较强的鲁棒性，但基于该策略的系统Y(s)=[R(s)一F(5)]G。()G(S)+D(s)进入稳态前会出现震荡现象。。本文采用同步旋转坐标系下的复矢量PI电流调节器，以内当内模G(s)与被控对象G(s)模型相匹配时，即G(s)=埋式的永磁同步电机为研究对象，针对反馈解耦以及内模解耦的G(s)，则：F(s)=G(s)，即系统反馈信号即为扰动信号。缺点，通过增加虚拟电阻的方法提高其抗扰性，使用内模模型，降因此，要保证系统稳定，只有当且仅当G。()、G(s)稳定。