交流永磁同步电机的非线性控制研究

1、    交流永磁同步电机的非线性控制研究    卢正明摘 要：本文主要讲述pmsm数学模型，并用滑模变结构控制方法构建控制系统的速度调节器，并对电流环采用pi算法，可精确控制定子电流。之后通过matlab建立pmsm控制系统的模型，仿真结果证明了滑模变结构控制可行性和优越性。关键词：pmsm；滑模变结构控制； matlab；矢量控制0 引言传统pid控制在交流永磁同步电机控制中被广泛使用，但由于算法本身对电机本体参数的依赖，使得其鲁棒性较差。近年来，滑模变结构控制受到越来越多重视，由于滑模系统的动态品质与参数和扰动无关，由开关面的参数决定，所以具有很好的

2、鲁棒控制性1。1 pmsm数学模型本文永磁同步电机选取三相星型定子绕组的连接模式，假定反电动势正弦和其铁损忽略不计，参考模型可如下：ud，uq，id，iq，ld，lq，d，q分别为d，q轴定子电压，电流，电感，磁链；rs为定子电阻；f为转子上的永磁体产生的磁链；tl为负载转矩；te电磁转矩；b为粘性摩擦因数；j为转子的转动惯量，p为电机的极对数，为转子的机械角速度 2 。2 smc介绍smc是把任一点出发的状态轨迹引到滑模面，并保证系统滑模面上的运动渐近稳定，其特点为控制结构系统不固定，但在有目的地改变当前系统状态的动态过程。定义滑模系统满足 ；一般来说，初始状态x（0）不一定在该区域内，此时

3、要求系统的运动要趋于切换面s = 0，即满足可达性条件；当滑动模式运行时，系统路径总是在开关表面的滑模区域，且沿切换面s（x） = 0的滑模运动；此时滑模运动的微分方程取决于。显而易见，切换函数s（x）及其参数的选择决定了滑模运动动态品质。3 永磁同步电机滑模变结构控制系统设计对于spmsm， ld=lq=l， 采用 = 0 矢量控制方式时，pmsm 的解耦状态方程为式：为了在pmsm系统中引入滑模控制，取系统的状态变量为：角速度误差 ； 滑模调节器输入 ；调节器电流给定 ，假设粘性摩擦因数b=0，从而得到系统在相空间上的数学模型为：（6）因为控制为非线性系统存在抖振现象，在输出前加上积分器滤

4、波，可削弱抖振；输出有积分环节，也可以消除系统稳态误差。由上可获得最终控制量iq，其中 按式（7） 取值：（8）4仿真和实验研究为了验证滑模控制算法的准确性，对基于id=0的pmsm矢量控制调速系统，进行smc和pi控制器仿真。仿真参数为：rs=2.875；ld=lq=8.5mh；f=0.175wb；j=0.0008kg·m2；極对数p=4。选取的pi参数为kp=5，ki=0.0005。smc参数设置为1=10000，1=40；2=8000，2=-5。pi和smc输出均饱和受限4 。pmsm的参考角速度设为1000rad/s，开始启动时不带负载，当t=0.1s时，加上负载tl=5n&

5、#183;m。仿真结果见图1和图2：图1和图2对比，显而易见的：（1）、pi动态性能要优于smc；（2）、当加上负载后，smc控制仍可以参考角速度运行，而pi控制有比较大的稳定误差值；（3）、smc启动电流和扭矩都比pi小。5 总结本文在基于矢量控制的pmsm调速系统上构建了一种简单易行的smc 控制器，并对系统进行仿真和实验研究；与此同时和传统的pi控制系统进行了理论分析和仿真对比。结果表明，滑模控制器可以显著提高pmsm调速系统动静态，是有效的、可靠的控制器设计方案。参考文献：1 郭可忠， 徐若颖.永磁同步电机的滑模变结构控制 j.中小型电机， 1997， 24 -28.2 bose b.

6、 k， power electronics and motor drives recent progress and perspective， ieee transactions on industrial electronics， 2009，vol.56， no.2， 581-588.3 姚琼荟等. 变结构控制系统m. 重庆： 重庆大学出版设计， 1997. 45-51.4 w.j. lin， etc.， on sliding mode control of permanent magnet synchronous motor， 2014 26th chinese control and decision conference， no.4555-4559.科学与财富2016年7期科学与财富的其它文章略述小学科学公开课中学生不良情绪的疏导浅谈幼儿教育如何建构积极有效的师幼互动城市