永磁同步电机h∞鲁棒控制策略研究

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1、第46卷第2期电力电子技术Vo1．46，No．22012年2月PowerElectronicsFebruary2012永磁同步电机H∞鲁棒控制策略研究鱼瑞文，张辉，谭国俊，张嘉敏(中国矿业大学，信息与电气工程学院，江苏徐州221116)摘要：永磁同步电机(PMSM)目前已得到广泛应用，普遍采用双闭环PI控制策略。在考虑到系统建模中的不确定性和负载扰动，基于凸极PMSM的数学模型，将控制器设计问题转化为H鲁棒控制标准型问题。通过选取适当的权函数并求解Riccati方程得到控制器参数。最后，通过实验证明所提出的H鲁棒控制策略具有良好的动静态性能。关键词：永磁同步电机；

2、H控制；鲁棒控制中图分类号：TM351文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)02—0102—03StudyonHRobustControlMethodforPMSMYURui—wen，ZHANGHui，TANGuo-jun，ZHANGJia—min(ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China)Abstract：Thepermanentmagneticsynchronousmotor(PMSM)iswidelyusedintheindustrialapplication．Double

3、closedPIcontrolmethodiSusedforPMSM．Consideringtheinfluencesofthemathematicmode1error．parametervari—ationandexternaldisturbances，etc．，thispaperpresentsanHrobustcontrolmethodtoimprovethecontrolperfor—mance．BasedonthemathematicalmodelofPMSMonthed，qrefefencecoordinates，stateequationsaxees

4、tablishedforthemixedsensitivityHcontrolproblemwithsuitableweightingfunctions．Inordertoderivethealgorithmofthedesignedcontroller，theRiccatiinequalityissolved．Finally，theexperimentalresultsprovetheCO／Tectnessofthecon—trolstrategy．Keywords：permanentmagneticsynchronousmotor；Hcontrol；robus

5、tcontrol1引言系统。并且在高性能的调速场合．往往对电机转速调节的动静态性能要求较高，系统模型的不确定PMSM采用高磁能积永磁材料励磁．与一般同性、负载的扰动和测量模块的噪声带来的干扰也步电机相比，没有励磁绕组，效率更高，结构简单会影响电机的调速性能。且易于实现控制【”。随着功率器件和电机控制技由于实际的物理系统和描述这一系统的数学术的迅猛发展以及高性能永磁材料的不断出现．模型之间总会存在差异．因此导致了严格依赖于价格低廉、体积小、性能高的永磁电机越来越显现数学模型的控制算法在实际系统中不能达到预期出它的优势。由于克服了直流电动机换向器和电的效果。鲁棒控制理

6、论是对现代控制理论的补充刷带来的一系列限制。不存在励磁损耗而且调速和完善，是现代控制理论与实际工程相结合的产性能优越，PMSM在航空航天、数控机床、军事装物。鲁棒控制理论所研究的对象为未知有界不确备、电动汽车、机器人、家用电器等方面都得到了定模型，可以使得设计结果在不确定性的变化范广泛应用【。尤其是在提倡低碳环保、大力发展清围内保证系统的控制性能。洁能源的今天．高效率的PMSM无疑是推动低碳未知有界不确定性模型包括结构不确定性和经济发展的一支重要力量，必将成为未来交流调非结构不确定性两种。H鲁棒控制理论是鲁棒控速的主流【制理论的一个分支，可以对这两种不确定性实现目

7、前，PMSM广泛采用双闭环PI控制器。PI有效抑制【。针对一个已知的标称对象采用H鲁控制器可以很好地满足单输入单输出线性系统，棒控制理论设计控制器。可以保证在给定的不确然而PMSM是一个非线性、强耦合、多输入多输出定性范围内系统具有稳定性。是目前解决鲁棒控制问题比较成功且比较完善的理论体系。在此针定稿日期：2011—11—01作者简介：鱼瑞文(1968一)，男，江苏连云港人，博士研究对PMSM设计了一个H鲁棒控制器来改善电机生，研究方向为鲁棒控制、永磁同步电机及PWM整流器。调节性能。102永磁同步电机H鲁棒控制策略研究2永磁同步电机数学模型H次优控制问题，在实际

8、应用过程中