PMSM自抗扰控制算法研究.pdf

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1、2016年第1期工业仪表与自动化装置PMSM自抗扰控制算法研究杨会玲(西安铁路职业技术学院牵引动力系，西安710014)摘要：介绍了自抗扰控制算法在永磁同步电机调速系统中的应用，针对一阶自抗扰控制算法在永磁同步电机调速系统中存在的问题，提出了模型补偿自抗扰控制方案。相比一阶自抗扰控制算法，所采用的模型补偿自抗扰算法具有更好的抗扰动性能。关键词：自抗扰控制；永磁同步电机；调速；模型补偿中图分类号：TP13文献标志码：A文章编号：1000—0682(2016)O1—0011—03Theresearchonactivedisturbancesre

2、jectioncontrolalgorithmofPMSMYANGHuiling(DepartmentofRailwayPowerTraction，Xi'anRailwayVocationalandTechnicalCollege，Xi'an710014，China)Abstract：Theschemeofmodel——compensationofactivedisturbancesrejectioncontrolwasproposedpertainingtotheexistedproblemsinthePMSMspeedregulatio

3、nwithoneorderactivedisturbancesrejec—tioncontrolalgorithm．Theoverallmodel—compensationschemeboastsgoodanti—disturbancecapacitycomparedtotheoneorderalgorithm．Keywords：activedisturbancesrejectioncontrol(ADRC)；permanentmagneticsynchronousmotor(PMSM)；speed—regulation；model—com

4、pensation0引言1一阶自抗扰控制器自抗扰控制是近年来应用于电机控制中的一种标准的自抗扰控制器(ADRC)由3个部分组新的非线性算法，能够实时估计并补偿系统的内外成j：跟踪微分器(TD)、扩张的状态观测器(ESO)扰动，结合非线性控制策略，可以达到很好的控制品和非线性状态误差反馈控制律(NLSEF)。TD可实质。与PI控制器相比具有较快的响应速度、较小的现对系统输入信号的快速跟踪，并给出微分信号；超调和较强的抗干扰能力。ESO对系统的状态和扰动分别进行估计；自抗扰控标准的自抗扰控制器不需要知道对象的精确模制器把系统自身模型的不确定性当

5、作系统的内扰，型，只要知道了模型的阶次就可以设计出对象的自和系统的外扰构成整个系统的总扰动，NLSEF则利抗扰控制器。但在有些复杂的应用场合，完全不利用广义误差来构造非线性的状态误差反馈控制律。用被控对象模型进行系统设计，往往难以充分发挥自抗扰控制器利用TD规划参考输出轨迹，运出自抗扰控制方法的优点。在PMSM调速系统中用ESO对系统输出进行各阶状态和扰动的估计，并需要设计速度环的一阶自抗扰控制器j，若负载选择适当的状态误差的非线性组合获得系统的自抗扰动较大，ESO则难以保证较高的估计精度，导致扰控制律。自抗扰控制器结构如图1所示。自抗扰控

6、制器对扰动难以进行很好的补偿。为此，该文提出了PMSM调速系统的模型补偿自抗扰控制方案。经仿真验证，相比于一阶自抗扰控制器，模型补偿自抗扰控制器具有良好的抗负载扰动性能。图1自抗扰控制器结构框图收稿日期：2015—04—29永磁同步电机的一阶自抗扰控制器目前只应用作者简介：杨会玲(1978)，女，陕西西安人，西安铁路职业技术学院讲师，主要从事电机拖动及其控制技术等研究。在交流调速系统的速度环，考虑到DSP芯片的处理·12·工业仪表与自动化装置2016年第1期速度以及电流环实时性有较高的要求，电流环仍采续表1用PI控制器。永磁同步电机在实际应

7、用中，除了周电动机参数参数值围环境存在未知扰动，还有电机本身内部参数的摄定子各相电阻／n1．74动，这些因素会造成电机运行性能的下降，自抗扰控d轴电感／H0．004q轴电感／H0．004制器能对这些扰动进行观测和补偿。极对数42模型补偿自抗扰控制算法转动惯量／kg·m1．78×10一永磁磁链／Wb0．402如果能够通过系统辨识、建模或估计等方法得到被控对象的模型或者部分模型，而且在自抗扰控制器设计中充分利用被控对象模型信息，补偿掉对象的一些不确定性，这将缓解自抗扰控制器对复杂扰动的估计压力，使得系统的控制性能更加突出。该文提出了模型补偿自抗

8、扰控制算法，即针对永磁同步电机调速系统运行过程中存在的转动惯量和外部负载等扰动项的变化对调速性能的影响，先辨识出转动惯量、阻尼系数及负载力矩，然后再利用a速度响应对比所辨识的模型