基于滑模矢量控制异步电机调速系统

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1、2o12年4月电子灞试Apr．2012繁4期ELECTRONICTEsTNo．4基于滑模矢量控制的异步电机调速系统★李琳，雷蓓(西安石油大学陕西省钻机控制技术重点实验室，陕西西安710065)摘要：由于异步电机是高阶、非线性、强耦合的多变量系统，难以实现高性能的调速，为此本文在矢量控制基础上，建立了滑模矢量控制异步电机调速系统。首先对系统进行矢量变换，构建电流滞环跟踪PWM矢量变频调速系统，使系统的响应速度增快；其次加入滑模控制，增加系统的鲁棒性和抗干扰能力。最后对异步电机调速系统的模型进行仿真实验，

2、结果表明，增强了滑模矢量控制调速系统负载的抗干扰性，减少了超调量，提高了系统的响应速度。关键词：滑模控制；矢量控制；异步电机中图分类号：TP273，TP391．9文献标识码：AVectorbasedonslidingmodecontrolforasynchronousmotorspeedsystemLiLin．LeiBei(KeyLaboratoryofDriliingRigContro~ngTechnique，Xi’anPetroleumUniversity，Xi’an，Shannxi710065，

3、China)Abstract：Asaresultofasynchronousmotorisahighorder，nonlinear，strongcoupfingofmulti—variablesystem，itisdifficulttoachievehighperformancespeedcontro1．Inordertotheseproblems，thepresentpaperbuiltamodeltoasynchronousmotorspeedbasedonslidingmodevectorcon

4、tro1．Firstthepaperproposedthatvectorvariablefrequencyspeedshouldbetransformed，thesystemdesignedtoensureimprovetheresponsespeedofthesystem．Moreover，slidingmodecontrolsystemhasstrongrobustnessandanti—interferenceability．Lastlyasimulationexperimentwascondu

5、ctedonmodelofasynchronousmotorspeedcontrolsystemofloaddisturbancehasstrong，reducetheovershootandimprovetheresponsespeedofthesystem．Keywords：slidingmodecontrol；vectorcontrol；asynchronousmotor★基金项目：陕西省科技攻关资助项目(编号：2009K09—25o万方数据TestToolS＆Solution0引言控制等，使异

6、步电机调速系统性能越来越好[1-2]o异步电动机具有结构简单、牢固耐用、过流1异步电机的矢量控制能力大、容易维护及价格低廉等优点，广泛应用在现代交流传动系统中。相对直流电机，它是一矢量控制是通过坐标变换的方法，将异步电个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，很难实动机模型等效成直流电机模型，分解异步电机的现高动态性能。由于电力电子技术和交流电机控定子电流，使能独立控制转矩和磁场有关的两个制理论的发展，许多现代控制方法应用到异步电分量，实现对交流电动机转速和磁链控制的完全机调速系统，如矢量控制、直接转矩控制

7、、滑模解耦。矢量控制系统框图如图l所示。p0．．．．图1矢量控制系统框图1．1矢量控制变频调速原理和其他物理量的关系。根据矢量控制理论，遵循在不同坐标系下所电流的励磁分量为：产生的磁动势完全一致的原则，经过三相一一两P+1．ml仍(2)相变换和旋转变换，将异步电机定子电流空间矢一m量进行分解，在转子磁场定向坐标系(M-T)中转子的励磁时间常数为：：上(3)。2将异步电机模型转换为直流电机模型来进行控制。，转矩的方程为：=I’t仍(4)在沿转子磁场定向的M、T同步旋转坐标系中，对于笼型转子电机，转子短路

8、，则Urn2=U=0，数学式中im，i为定子电流矢量的M分量和T模型中的电压方程可简化成公式(1)所示。分量；为磁链；为极对数。Uml墨+Lsp一Lmp总而言之，由于M、T坐标按转子磁场定向，Ur1q蜀+LsPq0LmPO+P在定子电流的两个分量之间实现了解耦(矩阵方程0O，中出现零元素的效果)，im唯一决定磁链i则(1)只影响转矩，与直流电机中的励磁电流和电枢电式中，U，U为定子电压矢量的M分量和T流相对应，这样简化了多变量强耦合的交流变频分量；R。，