永磁同步电机滑模调速控制与其实现

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1、万方数据第26卷第1期·84·电子测量与仪器学报JoURNALoFELECTRoNlcMEAsUREMENTANDlNSTRUMENT场^26Ⅳ。．12012年1月DOI：10．3724／SP．J．1187．2012．00084永磁同步电机滑模调速控制及其实现木崔茂振张昌凡朱剑(湖南工业大学电气与信息工程学院，株洲412008)摘要：永磁同步电机(PMSM)的模型是一个多变量，非线性，强耦合的系统，而滑模变结构控制(SMC)具有快速响应，对参数变化及扰动不灵敏，算法简单，易于工程实现等优点，这为复杂工业控制问题提供了一种很好的解决途径。本文中的PMSM调速系统，以TMS320F

2、2812为主控芯片，利用指数趋近律法下的滑模变结构控制器进行控制，给出了滑模控制器的位置式和增量式表达式。并将推导出的算法以增量式的形式编写进程序，作为调速系统的软件。最后通过MATLAB仿真和具体实验证明了该系统具有动态响应速度快，电磁转矩脉动小，稳定等众多优点，使系统具有更好的鲁棒性。关键词：永磁同步电机；滑模变结构；数字信号处理；指数趋近律中图分类号：TM351文献标识码：A国家标准学科分类代码：510．80lmplementationofPMSMspeeddrivesystembasedonslidingmodecontrolCuiMaozhenZhangChangfa

3、nZhUJian(CollegeofElectricalandInformationEngineenng，HunanUniversityofTechnology,Zhuzhou412008，China)Abstract：Permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)isatypicalmulti—variable，nonhnear,andstrongcouplingsystem．Theslidingmodecontrolhastheadvantagessuchasfastresponse，insensitivitytoparameterchanges

4、anddisturbances，simplecomputing，andeasytoimplementinengineering．ThereforeitCanprovideagoodsolutionforthecomplexindustrialcontrolproblems．ThePMSMspeeddrivesysteminthispaperuseSTMS320F2812asmaincontrolchip，thecontrollerusestheslidingmodecontrollerundertheexponentialreachinglaw．Thelocationtypea

5、ndincrementalexpressionisalsogiveninthepaper．TheMATLABsimulationandexperimentprovethatthesystemhasmanyadvantagessuchasfastdynamicresponse，smallandstabletorqueripple，andthesystemhasbetterrobustness．Keywords：PMSM；slidingmodecontrol；DSP；exponentialreachinglaw1引言近年来，在高精度，宽调速范围的伺服系统中，永磁同步电机(PMSM)

6、的调速系统正发挥着越来越重要的作用。PMSM的模型是一个多变量，非线性，强耦合的系统，它的应用环境一般较为复杂且常常存在各种干扰，电机参数也会在运行过程中发生变化。所以其调速系统控制方法的研究得到了越来越广泛的关注。张斌等人⋯设计了一种基于TMS320．F2812的交流永磁同步电机控制器的设计方案，引入了SVPWM技术以及闭环控制方法，通过串口与上位机进行通信，组成了一种多机系统结构。杨传贵等人i2J通过对电流环与速度环的双闭环控制系统设计，本文于2011年11月收到。t基金项目：国家自然科学基金(编号：61104024)资助项目。用MATLAB建立了永磁同步电机的软件仿真模型

7、，且在给定的仿真参数下，完成了对电动机的位置与速度控制。余浩赞等人[3]采用空间矢量脉宽调制技术产生PWM脉冲，以驱动三相桥式逆变器，进而控制逆变器的输出电压，改变永磁同步电机的电磁转矩，实现电机的转速调节。DongXu等人14J在分析了PMSM的数学模型和矢量控制理论的基础上，设计了一种基于DSP和FPGA的永磁同步伺服系统，并通过编程实现了多回路系统的控制，结果证明该系统结构简单，计算能力强。YanpingLiu等人【51设计了一种基于TMS320F2812的PMSM交流伺服系统，为系统