基于扰动观测器的永磁同步电机复合预测控制.pdf

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1、第34卷第1期计算机仿真2017年1月文章编号：1006—9348(2017)01—0356—04基于扰动观测器的永磁同步电机复合预测控制关麟(辽宁工程技术大学电气与控制工程学院，辽宁葫芦岛125105)摘要：对于永磁同步电机预测电流控制在调速过程中运行不够稳定，在外部干扰时速度影响较大的问题，提出一种基于离散扰动观测器的永磁同步电机复合预测控制策略。内环电流环由模型预测控制实现。相比传统的PI调节器。有效的提高了系统的动态响应速度。自抗扰控制在速度环中有效的抑制了系统内不确定项的影响；转矩滑模观测器作为前馈补偿，准确观测出负载转矩，与自抗扰控制相结合生成期望的q轴电流，从而有

2、效的抑制扰动对转速的影响。仿真结果表明，该控制方法具有较高的抗扰性能和鲁棒性。关键词：永磁同步电机；模型预测控制；滑模观测器；自抗扰控制中图分类号：TP273文献标识码：BCompoundPredictiveControlforPMSMBasedonSlidingModeDisturbanceObserverWULin(FacultyofElectrical＆ControlEngineering，LiaoningTechnicalUniversity，HuludaoLiaoning125105，China)ABSTRACT：Aimingattheproblemsthatperm

3、anentmagnetsynchronousmotorcurrentpredictivecontrolduringspeedregulatingoperationisnotstable，andexternaldisturbancehaslargerinfluenceonspeed，apermanentmagnetsynchronousmotorcompositepredictioncontrolstrategybasedondiscretedisturbanceobserverWasdesigned．Thein-nerloopcurrentloopWaSrealizedbymo

4、delpredictivecontrol，whichCaneffectivelyimprovethedynamicresponsespeedofthesystemcomparedtothetraditionalPIcontroller．ADRCinspeedloopcaneffectivelyrestraintheuncer-taintyofthesystem，andtorqueslidingmodeobserveractedasfeed-forwardcompensation，inordertoobservetheloadtorqueaccuratelyandgenerate

5、thedesiredqaxiscurrentcombinedwithADRC．Simulationresultsshowthattheproposedcontrolmethodhashi．shdisturbancerejectionperformanceandrobustness．KEYWORDS：Permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)；MPC；Slidingmodeobserver；ADRC1引言永磁同步电机(Pe珊aIl；ntmagnetsynchronousmotor，PMSM)具有较高的运行效率，体积小，结构简单等特点，广泛应用于交流

6、调速的领域。近年来，国内工业自动化发展迅速，很多高尖端领域(如生产机械等)对电机的控制要求日益提高。传统的矢量控制方法无法满足现代工业的要求。随着研究成果的不断深化许多优良的控制策略被广泛的应用于永磁同步电机的控制中。如，模型参考自适应控制，滑模变结构控制，自抗扰控制，模型预测控制等。文献[3]运用无源控制+非奇异终端滑模控制的复合控制方法，增强系统的动静态品质；文献[4]提出了动态滑模位置速度结合的控制方法．削弱了运行中的抖振。取得了良好控制性能。本文在表面式PMSM(SPMSM)矢量控制的基础上，提出收稿日期：2015—09—09修回日期：2016—03—29---——35

7、6·-———了一种以模型预测控制为电流环，自抗扰控制与转矩滑模观测器相结合作为速度环的复合控制策略。其中．内环电流环由模型预测控制实现，相比传统的PI调节器，其动态性能良好，电流跟踪精确。速度环中，自抗扰控制有效的抑制了系统不确定项的影响；转矩滑模观测器作为前馈补偿。准确的观测出负载转矩，与自抗扰控制相结合生成期望的q轴电流，从而有效的抑制负载转矩突变对转速的影响。仿真结果表明，该控制方法具有较高的抗扰性能和鲁棒性。2SPMSM的数学模型以表面式永磁同步电机为控制对象，如果电机的永磁体在无阻