线性/非线性自抗扰切换控制的永磁同步电机算法研究

摘要

表贴式永磁同步电机(surface-mounted permanent magnet synchronous motors, SPMSM)因具有良好的控制效果而在伺服驱动系统中得到了广泛的应用。PMSM是一个非线性、强耦合、多变量的系统。自抗扰控制(active disturbance rejection control, ADRC)基于比例-积分-微分(proportional-integral-derivative, PID)控制的改进而诞生，它能够不依赖于被控对象的模型，其内部扩张状态观测器能实现实时扰动估算，具有出色的抗扰动能力。ADRC可分为线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control, LADRC)和非线性自抗扰控制(nonlinear active disturbance rejection control, NLADRC),两者在控制上各有特点。LADRC参数较少，调参方便，在误差较大的情况下具有良好的控制效果；NLADRC在小误差情况下响应速度更快。为此设计一种切换控制函数，在小误差情况下采用NLADRC,在大误差情况下采用LADRC,结合两者的优点设计线性非线性切换自抗扰控制(switching active disturbance rejection control, SADRC)算法，整个控制策略对于负载扰动、稳态性能表现出很好的抗扰性能和控制精度。研究结果表明，该控制算法能够有效满足伺服控制系统对高性能的要求。

关键词

自抗扰控制 / 伺服控制 / 永磁同步电机 / 线性及非线性切换