基于增益连续扩张状态观测器的永磁同步电机电流解耦控制

为解决传统电流解耦控制方法在电感参数失配时解耦效果不佳的问题,提出一种基于增益连续扩张状态观测器(extended state observer,ESO)的电流解耦控制方法。该方法通过ESO获得了电阻压降、交叉耦合、以及其他确定和不确定因素所引起扰动的综合观测和补偿。扰动补偿控制不仅实现了励磁和转矩控制回路间的解耦,而且将各子系统控制对象简化为一阶积分环节,从而使得调节器无需积分项,简化了设计,克服积分饱和所带来的不利影响。与基于fal()函数的常规ESO不同,文中提出了一种具有连续可微特性的非线性函数,在优化fal()函数"大误差小增益,小误差大增益"特性的同时,克服其增益在切换点处的突变问题,且所提非线性函数具有统一表达式,避免切换点判断。论文对ESO参数选择、系统稳定性等进行了讨论。最后,通过实验进行验证。

直接基于谐波电动势定向的PMSM转矩脉动抑制方案研究

针对永磁同步电机电磁转矩脉动抑制问题,本文从理论上证明了为抑制转矩脉动需要注入电流的相位与谐波电动势的相位相同,为谐波电流的生成提供了理论依据。基于此,论文提出了一种直接基于谐波电动势相位定向的转矩脉动抑制方案。该方案通过设计高阶扩张状态观测器对谐波电动势进行估计,继而获得注入谐波电流的相位角;通过转速脉动信号的提取并设计相应的闭环控制调节器获得待注入谐波电流幅值,最终根据相位角和幅值生成所需注入的谐波电流。由于传统的比例积分控制器不能有效跟踪交流信号,本文通过设计旋转积分器实现对谐波电流的跟踪控制,并最终实现了转矩脉动的抑制。最后,论文通过基于伺服系统的实验平台验证了本文的分析和设计。