基于滑模变结构的永磁同步电机伺服系统速度控制技术

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1、2017年第3期导弹与航天运载技术No.32017总第353期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.353文章编号：1004-7182(2017)03-0074-06DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20170316基于滑模变结构的永磁同步电机伺服系统速度控制技术郑再平，包婷萍，侍威，贾淑绒，黄玉平（北京精密机电控制设备研究所，北京，100076）摘要：速度环是永磁同步电机伺服系统三环控制的中间环节，其控制方法和控制技术的优劣直接影响整个系统的动态响应。根据永磁同步电机空间矢量图及矢量控制原理，分析永磁同步电机数学模型和

2、动静态坐标变换方程，由于速度环的比例、积分（ProportionIntegral，PI）控制存在速度超调、速度差积分饱和及抗扰动性能差等问题，提出基于滑模变结构的速度环控制方法，设计滑模面及切换函数，构建滑模变结构速度闭环控制器。分析电流环对电机反电势的影响，提出在电流环的设计过程中加入反电势补偿环节的电流控制器，并对电流环进行简化处理。利用仿真软件对系统电流环、速度环及系统进行建模，通过仿真研究，验证系统速度控制策略的可行性。关键词：永磁同步电机；滑模变结构；速度调节器中图分类号：TP273文献标识码：ASpeedControlTechnologyofPerman

3、entMagnetSynchronousMotorServoSystemBasedonSlidingModeVariableStructureZhengZai-ping,BaoTing-ping,ShiWei,JiaShu-rong,HuangYu-ping(BeijingResearchInstituteofPreciseMechatronicandControls,Beijing,100076)Abstract:Thespeedloopisanintermediatelinkofthethree-ringcontrolmethodthatwithintheper

4、manentmagnetsynchronousmotorservosystem,thecontrolmethodandcontroltechnologyofthespeedloopdirectlyaffectthedynamicresponseofthewholesystem.Accordingtothespacevectordiagramandthevectorcontroltheoryofpermanentmagnetsynchronousmotor,themathematicalmodelofthemotorandthedynamicandstaticcoor

5、dinatetransformationequationareanalyzed.Therearesomeproblemsaboutspeedovershoot,velocitydifferenceintegralsaturationandanti-disturbanceenergydifferenceinthePIcontrolofthespeedloop.Thespeedloopcontrolmethodbasedontheslidingmodevariablestructureisproposed.Inthemeantime,theslidingmodesurf

6、aceandswitchingfunctionaredesignedandthentheslidingmodevariablestructurespeedclosedloopcontrollerisconstructed.Bymeansofanalyzingtheinfluenceofthecurrentlooponthebackelectromotiveforceofthemotor,thecurrentcontrollerbasedonthebackEMFcompensationlinkisputforwardinthedesignofthecurrentloo

7、p,afterthatthecurrentloopcouldbeimplified.Throughthemodelingandsimulationanalysisofthesystemcurrentloop,thespeedloopandthewholesystem,thefeasibilityofthespeedloopcontrolstrategycanbeverified.Keywords:Permanentmagnetsynchronousmotor;Slidingmodevariablestructure;Speedregulator0引言给定电流，其