有界扰动条件下PMSM的扰动观测-积分滑模控制

摘要

为了提高永磁同步电机在有界扰动下的转速跟踪动态响应性能和鲁棒性,设计扰动观测-积分滑模控制器。建立PMSM数学模型,从理论上分析扰动对标称滑模控制器的影响;采用非线性扰动观测器对匹配扰动和不匹配扰动进行观测和估计;基于扰动估计结果设计积分滑模控制器,并证明控制器的Lyapunov稳定性。在阶跃响应实验中,扰动观测-积分滑模控制器的超调量远小于PID控制和矢量控制方法,调节时间比PID控制减小了一半,比矢量控制约减小了21%～22%;在负载突变工况下,PID控制的转速波动是扰动观测-积分滑模控制器的2倍多,调节时间远大于积分滑模控制。实验结果表明,扰动观测-积分滑模控制在电机转速的有界扰动控制中具有较好的动态性能和鲁棒性。

关键词

电机转速控制 / 有界扰动 / 非线性扰动观测器 / 积分滑模控制 / 系统鲁棒性