基于模糊PI有效磁鏈直接轉矩控制系統的研究

（湖南工業大學 電氣與信息工程學院，湖南 株洲 412007）

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由于永磁同步電機（permanent magnet synchronous motor，PMSM）有高效率、大功率密度、強過載能力的優點[1]，使得其成為軌道交通、數控機床及工業機器人等領域的重要驅動部件。隨著電力電子技術和自動控制技術的高速發展，電機應用領域對永磁同步電機的控制性能提出了更高要求，而改進控制方法則是提高永磁同步電機性能的關鍵任務之一[2]。因此，對永磁同步電機控制方法的研究具有重要意義。

傳統的直接轉矩控制雖然響應速度快、抗干擾能力和魯棒性強，但是磁鏈和轉矩脈動較大，在某些低速控制場合下無法精確控制，并且容易產生高頻噪聲[3-4]。文獻[5]介紹了一種采用滑模的磁鏈觀測器，由定子繞組的電壓、電流等電機參數觀測出α、β坐標系的定子磁鏈，然后由公式計算出定子磁鏈和轉矩，以此進行直接轉矩控制，該方法比較依賴電機參數，在電機運行時不可避免地使定子電阻、d軸電感和q軸電感發生變化，并且傳感器檢測參數和逆變器開關死區也可能產生誤差，這些參數變化在永磁同步電機低速運行時更加明顯[6-7]。文獻[8]設計了一種基于滑模的直接轉矩控制，采用了傳統的比例積分控制器（proportional integral controller,PI），但傳統PI控制器無法進行參數在線自整定，對時變、非線性等復雜系統控制性能比較差，且存在系統超調量過大、震蕩比較嚴重、轉矩脈動抑制不夠理想以及系統響應速度慢等缺點。

為減少上述控制中的缺陷，本研究在傳統磁鏈滑模的基礎上設計了有效磁鏈滑模觀測器。……