永磁同步电机优化控制系统建模与仿真.pdf

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1、第30卷第8期计算机仿真2013年8月文章编号：1006—9348(2013)08—0341—05永磁同步电机优化控制系统建模与仿真陈俊硕，刘景林，张颖，张晓旭(西北工业大学自动化学院，陕西西安710129)摘要：为了降低永磁同步电机本身的非线性及参数的不确定性对整个伺服控制系统的干扰，优化永磁同步电机控制系统。实现综合在线预测转速、反馈输出转速和参考转速求取下一时刻最优的控制电流增量，通过实时监控转速变化消除系统的不确定扰动。用电机的AR模型为内部模型，对传统模型中的系数进行优化，并且只选择未来某一时刻的预测值来计算最优控制律，简化了

2、计算过程从而克服了传统模型算法控制需要选择较长的采样周期才能计算出合适的控制量，能很好地满足动态较快的电动机实时性要求。对系统的稳定性和鲁棒性进行了仿真和实验分析，表明在模型失配时系统稳定，并且增强了鲁棒性。关键词：优化控制；模型算法控制；矢量控制中图分类号：TM352文献标识码：AModelingandSimulationofPermanentMagnetSynchronousMotorOptimizationControlSystemCHENJun—shuo，LIUJing一1in，ZHANGYing，ZHANGXiao—XU(Sc

3、hoolofAutomation，NorthwesternPloytechnicalUniversity，Xi’anShanxi710729，China)ABSTRACT：ThecontrolsystemofPermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)basedonmodelalgorithmiccon—trolwasintroduced，duetoPMSM’Snonlinearanduncertaincharacters．Itsynthesizesonlinepredictionspeed，feed-ba

4、ckoutputspeedandreferencespeedtocalculateincrementofoptimalcontrolcurrent，andeliminatessystemuncer—taindisturbancesthroughreal—timemonitoringspeedchange．TheARMAmodelofPMSMwasusedasparametermodelinoptimizationcontrolandfeedbacktuning．Thecalculationerrorinthetraditionalmod

5、elalgorithmiccontrolwasoptimized．Ineachoutputofthecontrolledprocess，selectingonlyonepredictivevalueofafuturetimetocalcu-latetheoptimalcontrollawtosimplifythecalculationprocessovercomestheshortcomingsofthetraditionalcontrolneededtoselectthenumberofpredictionstepsandrequir

6、edtochoosealongersamplingperiodtocalculatetheap—propriateamount．TheoptimizationmodelalgorithmiccontrolWaswellpositionedtomeetthedynamicandrapidmotorreal—timerequirements．Byanalyzingthesystem’Srobustness，itwasfoundthattherobustnessofsystemCanbeguaranteed．Simulationandexpe

7、rimentalresultsverifytheproposedcontrolscheme，andshowthatsystemisofthebetterdynamicsandstaticcharacteristics．KEYWORDS：Optimizationcontrol；Modelalgorithmiccontrol(MAC)；Vectorcontrol1引言永磁同步电机(PMSM)具有气隙磁密高、脉动小、效率高等优点在现代交流伺服系统中的应用得到了广泛应用。由于伺服系统运行情况比较复杂，PMSM本身又是一个多变量、非线性、强耦合的

8、系统，一般控制都采用PI控制器，容易受电机参数变化和负载扰动等不确定性的影响，而且动态响收稿日期：2012—11—12修回日期：2012—11—30应和抗扰能力不能很好地兼顾。为了克服PI控制的不足，很多消