基于Anti-reset Windup方法改进的PMSM调速系统的滑模控制

永磁同步电机(PMSM)调速系统在实际应用时,需在转速控制器的输出加入限制环节将电机的电流限制在一定范围内,防止电机和驱动电路的过流损坏。而对采用指数趋近律的滑模控制器(SMC)的转速环,由于初始阶段系统以较大速率趋近滑模面,导致电流环输入受限,系统达到饱和状态。而控制器中的积分器仍处于累加状态,迫使系统持续饱和,产生饱和(Windup)现象,导致系统的动态特性变差。因此,本文基于Anti-reset Windup方法对指数趋近律的滑模控制器进行改进,并给出了设计方法。通过仿真分析发现,改进后的控制器消除了windup现象,改善了电机在启动阶段的动态特性。同时,改进后的控制器使系统的鲁棒性和抗干扰性能更佳。

单输入线性系统的改进型动态抗饱和设计

本文基于状态重置的改进型动态抗饱和补偿方案,研究了具有单输入的线性饱和系统的抗饱和控制问题.相比较于传统的动态抗饱和补偿方案,当执行器不饱和时,改进的动态抗饱和补偿方案把动态抗饱和补偿器的状态重置为零.所以当执行器不饱和时,改进的动态抗饱和补偿器将不会对控制器进行补偿.进一步的,提出了一个时间依赖的Lyapunov函数来分析闭环系统的稳定性,并以LMIs的形式给出了闭环系统的控制综合条件.最后,通过压电纳米运动平台验证了所提出的改进型动态抗饱和补偿方案的有效性.

基于二阶积分滑模的永磁同步电动机速度控制方法

针对永磁同步电机在速度控制中容易受到机械参数变化、外部扰动等影响,以及传统的PI抗饱和控制方法的控制精度低、传统的滑模控制中容易产生"抖振"等问题,提出了一种基于二阶积分滑模的永磁同步电动机速度控制方法。该控制方法通过Lyapunov函数法对二阶滑模控制律进行了设计,针对传统的PI抗饱和在电机速度控制中补偿随意性大、补偿精度低,对传统的PI抗饱和进行了改进;并基于二阶积分滑模控制律,设计了二阶积分滑模控制器,针对二阶积分滑模会造成系统饱和现象,对二阶积分滑模控制器进行了抗饱和设计。仿真实验结果表明:改进后的抗饱和控制器能够有效抑制饱和现象发生,提高了电机控制精度,滑模控制的响应速度明显要比PI控制响应快。