基于模糊切换滑模的永磁同步电机调速系统设计

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)受扰动时存在的转速波动和不稳定问题,提出了一种基于切换滑模面和模糊增益趋近律的滑模速度控制方法。首先,采用了切换滑模面,结合了积分滑模面中不同积分项系数的优点,提升了系统初段的响应速度并降低了超调量;其次,在趋近律内加入幂指项,利用幂指函数的数学特性提升系统的综合性能;然后,使用模糊算法改进趋近律,以系统状态变量作为模糊控制输入,趋近律增益参数作为模糊控制输出,实现了依据系统状态对趋近速度大小的自适应调整,提高了系统抗扰动能力;最后,使用李雅普诺夫稳定性判据证明了该控制系统的稳定性。在MATLAB/Simulink仿真环境下将该控制策略与传统滑模控制策略进行了仿真对比,仿真结果表明:采用改进控制策略的系统响应速度更快、抑制外部扰动的能力更强。

基于快速平稳幂次趋近律AGV滑模轨迹跟踪控制研究

针对应用于地下车库的自动导引车(automated guided vehicle,AGV)轮式泊车机器人轨迹跟踪过程中的位置偏差和姿态偏差问题,提出了一种快速平稳幂次趋近律的滑模轨迹跟踪控制方法。首先,在泊车机器人坐标系下建立运动学模型,通过全局坐标系与机器人坐标系之间的转换关系,得到泊车机器人在全局坐标系下的运动学模型;然后采用Lyapunov直接法设计滑模切换函数,采取快速平稳幂次趋近律的方法使泊车AGV从偏差状态快速到达滑模切换面,使AGV泊车机器人快速平稳地跟踪给定参考轨迹。最后,通过MATLAB进行仿真试验,仿真结果验证了所提方法的可行性与有效性。

基于混合终端滑模观测器的永磁同步电机位置和速度估计方法

传统滑模观测器受固有抖振特性影响,且有低通滤波器带来的反电动势观测幅值削弱和观测相位偏移,从而导致永磁同步电机(PMSM)控制精度降低。为解决该问题,提出了一种基于二阶混合终端滑模观测器的PMSM位置和速度估计方法。基于线性滑模与混合终端滑模的二阶滑模切换面,设计合理的滑模控制律,有效抑制传统滑模方法的固有抖振特性,并且能够避免使用低通滤波器所带来的反电动势观测幅值削弱和相位偏移问题,有效提高转子位置和转速的估计精度。在此基础上,进一步分析了该滑模观测器对于电机定子电阻和电感参数摄动的鲁棒性。试验结果证明了所提混合终端滑模观测器的有效性、实用性和优越性。