基于级联扩展状态观测器和新型滑模的PMSM控制

为了缩短永磁同步电机的响应时间,提高系统的动态性能、稳态精度和系统鲁棒性,设计了一种级联扩展状态观测器和自适应非奇异快速终端滑模控制相结合的控制系统。首先,基于电机数学模型,建立了级联扩展状态观测器,能够准确地观测和补偿扰动,优化了系统的动态性能、稳态精度和鲁棒性;其次,在速度环设计了新型非奇异快速终端滑模面和趋近率,能够有效地抑制PI控制中的转速超调和抖振现象,实现快速收敛;在控制器设计中,考虑到观测器估计误差是未知的,因此设计了一种自适应律,用以调整未知的估计参数;最后,对所提出的控制策略进行了严格的稳定性分析。仿真结果表明,与传统控制方法相比,转速超调抑制能力提升为9.6%,同时转速快速响应能力提升0.045 s,具有优异的速度动态性能和抗干扰能力,提高了系统的性能。

基于改进自抗扰控制的永磁同步电机位置控制策略

提出了一种变结构的线性自抗扰控制(LADRC)策略,以提高永磁同步电机双闭环(位置速度一体环、电流环)位置控制系统的抗扰动能力。首先,利用位置/速度曲线规划,将位置信号和速度信号联系到一起,从而替代跟踪微分器环节。然后,根据分数阶理论,改进LADRC中的PD控制策略,进一步提高系统鲁棒性。最后,引入级联线性扩展状态观测器,对系统扰动进行二次观测,提高对外部扰动的抑制能力。实验结果表明,相比于常规LADRC,在外部突加相同负载的情况下,位置误差波动减小了约80%,带载时q轴电流波动减小了约60%。所提控制策略能够提高系统的稳定性和抗扰动能力。