永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制研究.pdf

1、與直流電機、異步電機等常見電機相比，永磁同步電機（Permanent Magent Synchronous,PMSM）具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、體積小、效率高等優(yōu)點。近年來，PMSM已經(jīng)在數(shù)控機床、航空航天和智能機器人研究等領(lǐng)域得到了廣泛使用。不斷變化的各種復雜應用環(huán)境，使得電動機調(diào)速系統(tǒng)的控制策略需要不斷地優(yōu)化與更新。
　　在傳統(tǒng)永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)中，經(jīng)常使用PI控制器來對系統(tǒng)調(diào)速。而永磁同步電機是一個非線性時變系統(tǒng)，且對參數(shù)變

2、化比較敏感。因此，雖然PI控制算法簡單，但不能滿足高精度調(diào)速要求。滑?？刂疲⊿liding Mode Control,SMC）是一種非線性控制，具有響應速度快，魯棒性強等優(yōu)點。所以，在系統(tǒng)轉(zhuǎn)速環(huán)中使用SMC，可以得到比PI控制器更優(yōu)秀的調(diào)速效果。
　　PMSM控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行控制是建立在閉環(huán)控制基礎(chǔ)之上的，能否準確獲取轉(zhuǎn)子位置和速度信號對系統(tǒng)來說是很重要的。目前，用的較多的方法是在轉(zhuǎn)子軸上安裝機械位置傳感器。但這樣不僅會提高系統(tǒng)成

3、本，同時可靠性也會大幅降低。因此無傳感器控制技術(shù)近年來成為國內(nèi)外學者的研究熱點，并在高速電機、極地研究、航空航天等一些特殊場合得到廣泛應用。
　　根據(jù)目前永磁同步電機控制發(fā)展情況，結(jié)合具體實際工程要求，總結(jié)出基于永磁同步電機滑模變結(jié)構(gòu)控制的研究方案。首先，建立出永磁同步電機的數(shù)學模型，對滑模速度控制器進行詳細分析。闡述了空間矢量脈寬調(diào)制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)技術(shù)的理論

4、基礎(chǔ)及其波形的產(chǎn)生機制，給出基于改進趨近律的SMC設計方法。在此基礎(chǔ)上仿真出永磁同步電機滑模調(diào)速系統(tǒng)，結(jié)果表明，系統(tǒng)調(diào)速性能明顯提高。
　　其次，詳細闡述了滑模觀測器構(gòu)建方法和估算轉(zhuǎn)子位置、轉(zhuǎn)速的原理。在系統(tǒng)中使用基于擴展卡爾曼濾波的反電勢濾波器，將滑模觀測器中的符號函數(shù)替換成飽和函數(shù)。另外在觀測器中引入鎖相環(huán)改進技術(shù)，解決傳統(tǒng)滑模觀測器方法中轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置估算準確度低的問題，并且能有效抑制抖陣現(xiàn)象。通過/SimulinkMatl