基于干扰观测器的永磁同步电动机滑模控制
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摘要
研究一种基于干扰观测器滑模控制(DOB-SMC)方法。为实现永磁同步电动机良好的静态和动态跟踪性能,设计了一种基于指数趋近律的滑模控制器,并证明了滑模控制器的渐近稳定性。引入基于DOB的滑模控制器以补偿负载干扰,从而保证系统的鲁棒性。仿真与实验证明,该方法提高了永磁同步电动机控制系统速度跟踪精度,并且对负载干扰具有较好的抑制效果。
A disturbance observer-based sliding mode controller design method was proposed. In order to realize the static and dynamic tracking performance of the motor system,an exponential approach law-based sliding mode controller was designed. On the base of this,to compensate the load disturbance,the disturbance observer-based feedback controller was introduced,the robustness of the system was guaranteed. Simulation and expriment results show that the proposed method improves the speed tracking accuracy of PMSM control system and can restrain the load disturbance effectively.
A disturbance observer-based sliding mode controller design method was proposed. In order to realize the static and dynamic tracking performance of the motor system,an exponential approach law-based sliding mode controller was designed. On the base of this,to compensate the load disturbance,the disturbance observer-based feedback controller was introduced,the robustness of the system was guaranteed. Simulation and expriment results show that the proposed method improves the speed tracking accuracy of PMSM control system and can restrain the load disturbance effectively.
引文
[1]谷善茂,何凤有,谭国俊,等.永磁同步电动机无传感器控制技术现状与发展[J].电工技术学报,2009,24(11):14-20.
[2]卢达,赵光宙,李楠.包含零矢量的永磁同步电机直接转矩控制[J].电机与控制学报,2010,14(9):1-6(10):34-38.
[3]李政,胡广大,崔家瑞,等.永磁同步电机调速系统的积分型滑模变结构控制[J].中国电机工程学报,2014,34(3):431-437.
[4]徐艳平,雷亚洲,马灵芝,等.基于反推控制的永磁同步电机新型直接转矩控制方法[J].电工技术学报,2015,30(10):83-89.
[5]侯利民,张化光,刘秀翀,等.自适应模糊滑模软切换的PMSM无速度传感器鲁棒无源控制[J].控制与决策,2010,25(5):686-690,694.
[6]Ramírez Leyva F H,Peralta Sánchez E,Vasquez Sanjuan J J,et al.Passivity-based speed control for permanent magnet motors[J].Procedia Technol,2013(7):215-222.
[7]钱荣荣,骆敏舟,赵江海,等.永磁同步电动机新型自适应滑模控制[J].控制理论与应用,2013,30(11):1414-1421.
[8]崔苏雯,盛正印,李岩.永磁同步电动机伺服系统反步法控制研究[J].微特电机,2014,42(11):754-762,87.
[9]刘金琨.滑模变结构控制MATLAB仿真[M].北京:清华大学出版社,2005:1-17.
[10]黄雷,崔迎.基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器矢量控制[J].机电工程,2012:29(11):1303-1305.
[11]张晓光,孙力,赵克.基于负载转矩滑模观测的永磁同步电机滑模控制[J].中国电机工程学报,2012,32(3):111-116.
[12]陈振,耿洁,刘向东.基于积分时变滑模控制的永磁同步电机调速系统[J].电工技术学报,2011,26(6):56-61.
[13]杨帆,林珍,王体良.基于滑模观测器的PMSM无传感器直接转矩控制[J].微电机,2015,48(4):65-70.
[14]牛里,杨明,王庚,等.基于无差拍控制的永磁同步电机鲁棒电流控制算法研究[J].中国电机工程学报,2013,33(15):78-85.
[15]崔家瑞,高江峰,张波,等.永磁同步电机滑模变结构鲁棒控制[J].电机与控制学报,2016,20(5):84-89.
[16]钱浩,闫鹏,郭雷.基于同步测速法的直驱PMSM速度伺服系统扰动补偿控制[J].中国电机工程学报,2015,35(5):3410-3416.
[17]秦金义,朱光起,徐永向.含干扰观测器的永磁同步电机位置伺服系统设计[J].微电机,2013,46(2):33-36.
[18]李秋影,李文.分数阶干扰观测器在电机调速系统中的应用[J].大连交通大学学报,2009,30(3):79-82.
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