永磁同步電機(jī)的自抗擾控制方法研究

張旭秀， 陸夢羽

(大連交通大學(xué), 遼寧 大連 116028)

0 引 言

新世紀(jì)以來，在新型永磁同步電機(jī)( Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)飛速發(fā)展的今天，非線性控制理論也在進(jìn)行突飛猛進(jìn)的發(fā)展，以矢量控制為基礎(chǔ)的情況下，與更加先進(jìn)的策略如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，模糊控制，分?jǐn)?shù)階控制，滑模控制等[1-4]結(jié)合的控制方法越來越受到歡迎。眾多非線性控制策略中自抗擾控制不依賴被控對象的數(shù)學(xué)模型，不僅可以自動檢測被控對象的擾動，還可以對其擾動進(jìn)行補(bǔ)償，對因?yàn)閰?shù)變化或者有負(fù)載擾動變化的系統(tǒng)進(jìn)行較好的控制，其強(qiáng)大的適應(yīng)性和魯棒性是很多控制方法難以達(dá)到的。然而由于經(jīng)典自抗擾控制需要整定的參數(shù)的個(gè)數(shù)多，最普通的二階系統(tǒng)需要整定個(gè)數(shù)就有十幾個(gè)，針對調(diào)節(jié)復(fù)雜這一問題，越來越多的研究人員著眼于自抗擾參數(shù)設(shè)計(jì)的研究，提出一種不需要參數(shù)整定的自抗擾控制方式[5]，但是此類控制方法在應(yīng)用于永磁同步電機(jī)(PMSM)時(shí)，受轉(zhuǎn)動慣量(J)、負(fù)載突變(TL)等系統(tǒng)影響時(shí)，抗擾動能力會變差，超調(diào)量不僅增大，并且很難達(dá)到高穩(wěn)態(tài)的控制要求。

因此，本文在非線性自抗擾的理論基礎(chǔ)上結(jié)合前饋補(bǔ)償控制，提出一種改進(jìn)線性自抗擾方法，通過對非線性狀態(tài)誤差反饋(NLSEF)控制律的改進(jìn)，保持了經(jīng)典控制器的優(yōu)點(diǎn)，減小了系統(tǒng)的誤差，參數(shù)切換時(shí)平滑過渡，提高系統(tǒng)魯棒性和抗負(fù)載擾動能力。本文所給方法的具體實(shí)施步驟：首先將前饋控制對比傳統(tǒng)PID控制，在負(fù)載擾動發(fā)生變化時(shí)前饋控制能較好的觀測并補(bǔ)償擾動實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的更優(yōu)控制;其次改進(jìn)自抗擾對比前饋補(bǔ)償，改進(jìn)自抗擾的前饋補(bǔ)償控制有響應(yīng)速度快、超調(diào)量小、穩(wěn)態(tài)誤差小，改善了系統(tǒng)控制性能。……