永磁同步電機(jī)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(jī)、異步電機(jī)等常見電機(jī)相比，永磁同步電機(jī)（Permanent Magent Synchronous,PMSM）具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、體積小、效率高等優(yōu)點(diǎn)。近年來，PMSM已經(jīng)在數(shù)控機(jī)床、航空航天和智能機(jī)器人研究等領(lǐng)域得到了廣泛使用。不斷變化的各種復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境，使得電動(dòng)機(jī)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(jī)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(jī)是一個(gè)非線性時(shí)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?；？刂疲⊿liding Mode Control,SMC）是一種非線性控制，具有響應(yīng)速度快，魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。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(yùn)行控制是建立在閉環(huán)控制基礎(chǔ)之上的，能否準(zhǔn)確獲取轉(zhuǎn)子位置和速度信號(hào)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(jī)械位置傳感器。但這樣不僅會(huì)提高系統(tǒng)成

3、本，同時(shí)可靠性也會(huì)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(xué)者的研究熱點(diǎn)，并在高速電機(jī)、極地研究、航空航天等一些特殊場合得到廣泛應(yīng)用。
　　根據(jù)目前永磁同步電機(jī)控制發(fā)展情況，結(jié)合具體實(shí)際工程要求，總結(jié)出基于永磁同步電機(jī)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(jī)的數(shù)學(xué)模型，對滑模速度控制器進(jìn)行詳細(xì)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(jī)制，給出基于改進(jìn)趨近律的SMC設(shè)計(jì)方法。在此基礎(chǔ)上仿真出永磁同步電機(jī)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(xì)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(kuò)展卡爾曼濾波的反電勢濾波器，將滑模觀測器中的符號(hào)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(jìn)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(zhǔn)確度低的問題，并且能有效抑制抖陣現(xiàn)象。通過/SimulinkMatl