永磁同步电机干扰观测复合滑模控制技术

为了提高在永磁同步电机(PMSM)转速环控制中的滑模控制(SMC)的全局收敛性,提出了一种复合SMC策略,综合了线性滑模面和非奇异终端滑模面的特点,组成新的滑模面,提高了SMC在不同运动阶段的收敛性。在此基础上对传统的幂次趋近律做出改进,改善了SMC在稳态时刻的收敛速度降低的问题。同时,使用基于SMC规律的干扰观测器来观测系统中的未建模动态和未知干扰,对设计的SMC进行补偿,降低SMC对于控制器高增益的依赖性,从而有效改善控制器在稳态时刻因滑模高增益而产生的抖振,提高SMC的控制性能。最后,通过仿真和试验证明控制方法的有效性和可行性。

复合滑模控制在精密PMLSM激光切割运动平台的应用

针对永磁直线同步电机激光切割运动平台的位置伺服控制低抖振、高精度、强鲁棒的要求,在传统双幂次滑模趋近律的基础上,提出一种变边界层的双幂次滑模趋近律带滑模扰动观测器的复合趋近律滑摸控制方法。变边界层方法是对控制系统的控制精度要求和降低抖振的权衡,而所提出的方法又继承了传统双幂次滑模趋近律方法的有限时间收敛特性。为了降低控制系统设计的保守性,设计了一种基于超螺旋算法的滑模扰动观测器对系统的未知扰动进行估计,并在此算法中添加一个幂指数,通过仿真实验证明了提高幂指数的数值可加快未知扰动的估计值的收敛速度。结合Lyapunov稳定性理论,证明了闭环系统的稳定性。最后,搭建了用于激光切割的永磁直线同步电机平移试验台对所提出的控制器进行测试。实验结果表明:本文所提出的控制器的位置跟踪误差不超过1μm,且误差波动较小,能够满足伺服控制系统的要求。

变速恒频双馈风力发电机的复合滑模控制

针对变速恒频双馈风力发电系统,为实现发电机有功、无功功率的解耦,提出一种新的控制策略——复合滑模控制。该控制方法基于PI控制与滑模控制基础之上,在滑模控制器上并联一个PI控制。利用Matlab/Simulink软件搭建双馈风力发电机系统的模型并进行仿真分析,将仿真结果与PI控制、滑模控制的仿真结果进行比较。仿真结果表明,复合滑模控制能实现双馈电机有功、无功功率的解耦控制,且比PI控制、滑模控制具有更好的动态响应性能,当双馈电机参数发生变化时,系统仍保持原来的稳定状态而不受影响,证明该控制方法还具有很强的鲁棒性。

自动驾驶仪设计中复合滑模控制方法研究

针对导弹滚转驾驶仪模型,提出了一种复合滑模控制方案。首先分析影响系统稳定的模型不确定性,确定了其完全满足匹配条件;其次建立了主反馈比例切换的滑模控制方法,消除不确定性的影响;最后引入复合控制克服抖振减少不必要的指令切换。仿真分析表明,变结构驾驶仪平稳无抖振鲁棒性好。

一种基于扰动观测器的永磁同步伺服电机复合滑模控制方法

为了提高永磁同步伺服电机的鲁棒性和位置控制精度,文章设计了一种结合了位置环和速度环的复合滑模控制方法,并将之用于具有未知扰动的永磁同步伺服驱动系统。该复合滑模控制器具有位置控制模式和速度控制模式,可以根据运行状况自适应地调整控制方式,从而提高伺服控制的位置精度和响应速度;此外,引入一种非线性观测器用于估计未知的外部扰动并用于补偿控制,其不但可以提高系统的抗干扰能力,还可以减小因滑模控制带来的系统抖振现象。该方法的有效性和鲁棒性在一台750 W的小功率PMSM系统上得到了验证。

滑模PI复合控制的PMSM调速系统

研究了线性PI控制在PMSM调速系统中应用的不足,提出利用滑模变结构非线性控制弥补线性PI控制性能上的缺陷,将滑模控制的非线性控制特点与PI控制线性控制特点相结合,构成复合控制算法,提高速度控制的动态响应。在一台面装式PMSM样机上,设计了滑模PI复合控制算法,实现转速的闭环控制。通过仿真和实验,并与纯PI控制相比较,验证了所提控制算法的有效性。