新型滑模自抗扰起重机电机控制系统研究

摘要

为了提高起重机永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)的响应速度及系统的鲁棒性，提出一种改进指数趋近律。在基于磁场定向矢量控制(field-oriented control, FOC)的基础上使速度环采用新型滑模控制(new sliding mode control, NSMC),为趋近项引入新函数f(s),提升系统状态变量趋近于滑模面的响应速度；将符号函数sign(s)替换为连续函数h(s),减小因符号函数的不连续性引起的抖振；设计新型扩张状态观测器(new extended state observer, NESO)观测扰动，进一步优化转速控制器，将传统观测器中的fal(s)函数替换成一种非线性光滑函数K(s)来消除抖振，提高观测器的观测精度。结果表明，采用优化算法后电机在启动时，转速在约0.05 s后稳定下来，出现约10 r/min的转速振荡，验证了控制器算法的正确性。所提算法能有效提升系统的响应速度，可为起重机PMSM控制提供参考。

关键词

电机学 / 永磁同步电机 / 新型滑模控制 / 新型扩张状态观测器 / 抖振 / 起重机