一種永磁同步電機位置控制策略

鄭歡歡

摘要：針對基于滑模變結構位置控制的永磁同步電機伺服系統(tǒng)帶來定位偏差現(xiàn)象，提出一種利用模糊遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡估計伺服系統(tǒng)參數(shù)上界的控制方法，該方法能夠減小系統(tǒng)定位偏差。仿真表明，該控制策策略有效提高定位精度。

關鍵詞：永磁同步電機；模糊遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡；滑模變結構；伺服系統(tǒng)

中圖分類號：TM46 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）04-0005-03

永磁同步電機（Permanent Magnet Synchronous Motor， PMSM）具有氣隙磁密高、轉矩慣量比大、響應速度快等優(yōu)點，廣泛應用于高精度的中小容量交流伺服系統(tǒng)[1]。由于PMSM是一個非線性、多變量系統(tǒng)，常規(guī)控制器容易受電機參數(shù)變化和外部負載擾動等不確定性因素的影響，無法很好地兼顧動態(tài)性能和抗擾性能[2-5]。目前已有的基于線性模式的消除不確定因素方法，魯棒性難以得到保證[2]。針對限制滑模控制器應用的系統(tǒng)不確定性（包括參數(shù)不確定性和外部擾動）的上界參數(shù)的估計，如果通過準確地估計系統(tǒng)參數(shù)和外部擾動不確定性上界，系統(tǒng)的偏差題能夠很好地抑制。

本文提出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡的自適應滑模變結構控制策略，該控制方法通過對模糊遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡對系統(tǒng)不確定性參數(shù)的上界的快速估計，從而減小了定位的偏差，并提高了系統(tǒng)動態(tài)響應速度。

1 永磁同步電機數(shù)學模型

X軸與Y軸的位置誤差如圖3、圖4所示。

從圖3，圖4可見，應用基于遞歸模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的變結構控制器在穩(wěn)態(tài)時位置誤差幾乎為零，而在反向時最大有10μm以內(nèi)的誤差。

4 結語

針對基于滑模變結構控制的永磁同步電機伺服系統(tǒng)參數(shù)上界不確定性（包括參數(shù)不確定性和外部擾動）帶來的定位偏差問題，提出了一種利用模糊遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡來快速估計系統(tǒng)不確定性參數(shù)的上界的方法。仿真及實驗結果表明：所提出的的控制策略具有較快的收斂速度和較好的魯棒性，能夠有效提高定位精度。

參考文獻

[1]王麗梅，鄭建芬，郭慶鼎基于載波注入的凸極永磁同步電動機無傳感器控制[J].電機與控制學報，2005，9（4）：333-336.

[2]喬維德.基于免疫遺傳模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的永磁同步電機控制[J].電氣傳動，2008，38（05）：18-21.

[3]逄海萍，劉成菊，江姝妍.永磁同步電機交流伺服系統(tǒng)的滑模模糊控制[J].電機與控制學報，2006，10（6），576-584.

[4]劉治鋼，王軍政，趙江波.永磁同步電機神經(jīng)網(wǎng)絡自適應滑模控制器設計[J].電機與控制學報，2009，13（2）：290-294.

[5]Mon Y J， Lin C M. Supervisory recurrent fuzzy network guidance law design for automats underwater vehicle[J]. International Journal of Fuzzy Systems， Vol.14， No.1， March 2012.