滑模控制永磁同步电动机调速系统

永磁同步电机调速方法

一、引言

永磁同步电机是一种具有高效率、高功率因数和高转矩密度的电机。它广泛应用于工业领域，例如电力系统、电动汽车、电梯等。为了满足不同工作条件下的需求，对永磁同步电机的调速方法进行研究和优化显得尤为重要。

二、传统调速方法

1. 直接转矩控制（DTC）

直接转矩控制是一种常用的永磁同步电机调速方法。它通过测量转子位置和电流来控制电机的转矩和速度。这种方法具有响应速度快、控制精度高的特点，但存在换向过程中的转矩脉动、换向过程中的转速震荡等问题。

2. 磁场定向控制（FOC）

磁场定向控制是一种基于电机模型的调速方法。它通过控制电机的磁场方向和大小来实现对电机转矩和速度的控制。磁场定向控制具有较好的动态性能和稳态性能，但对电机参数的准确性要求较高。

三、改进的调速方法

1. 滑模变结构控制（SMC）

滑模变结构控制是一种基于滑模观测器的调速方法。它通过引入滑模观测器来估计电机转子位置和速度，从而实现对电机的控制。滑模变结构控制具有较好的鲁棒性和抗扰性能，可以有效降低电机转矩脉动和震荡。

2. 模糊控制

模糊控制是一种基于模糊逻辑推理的调速方法。它通过建立模糊规则库来实现对电机的控制。模糊控制具有较好的鲁棒性和适应性，可以在不确定和非线性系统中实现良好的控制效果。

3. 人工神经网络控制（ANN）

人工神经网络控制是一种基于神经网络的调速方法。它通过训练神经网络来实现对电机的控制。人工神经网络控制具有较好的适应性和学习能力，可以实现对复杂系统的高效控制。

四、结论

永磁同步电机调速方法的选择取决于具体的应用需求和控制要求。传统的直接转矩控制和磁场定向控制具有较好的性能，但存在一定的局限性。改进的调速方法如滑模变结构控制、模糊控制和人工神经网络控制可以进一步提高永磁同步电机的控制性能和稳定性。在实际应用中，应根据具体情况选择合适的调速方法，并结合其他控制策略进行综合优化，以实现对永磁同步电机的精确控制。

永磁同步电机的控制方法

永磁同步电机的控制方法通常有以下几种:

1. 矢量控制：通过对永磁同步电机的电流和转子位置进行精确控制，实现精准的转速和转矩控制。控制系统中包含了速度闭环和电流闭环控制，能够实现较高的响应速度和稳定性。

2. 直接转矩控制(DTC)：在矢量控制的基础上，直接对电机转矩进行控制，通过实时监测电机状态和转矩需求，调整电机相电流和振幅，从而实现转矩控制和动态响应调节，避免了传统的速度环节和 PI控制器，提高了系统的动态性能。

3. 感应机同步转矩控制(ISDT)：利用感应机的电流矢量和同步电机之间的转子位置误差，实现对同步电机的转矩控制。通过对比感应机和同步电机电磁转矩的误差，并根据误差进行调节，以实现精确转矩控制。

4. 滑模控制：利用滑模控制器，通过对滑动面进行设计，将同步电机的速度和位置误差纳入控制范围，实现速度闭环控制和稳定控制。滑模控制方法具有较强的鲁棒性和快速响应特性，适用于对永磁同步电机的高性能控制要求。

5. 直接自适应控制(Direct Adaptive Control，DAC)：基于模型引导技术，根据电机特性建立适应器模型，通过实时修正控制器参数，使得控制器能够自适应地处理电机的变化和非线性特性，以实现精准控制。

驱动　触持电棚　２０ｌ２年第４０＠￣ｇ　１０期　：……ｃ，　／　ｚ　２　…一一……＿＿－…………………………．……………………．一：…………………………………．．　

４２　直线永磁同步电动机伺服系统的滑模变结构控制　

黄文美，宋桂英　

（河北工业大学，天津３００１３０）　

摘要：直线永磁同步电动机直接与负载相连接，外界扰动和系统参数变化将直接作用于负载，降低了电机伺　服控制系统性能。采用滑模变结构控制结合电压矢量控制策略来补偿伺服控制系统，并建立了基于ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕ．　１ｉｎｋ仿真模型，验证了控制策略的正确性。　

关键词：直线永磁同步电动机；滑模变结构控制；电压矢量控制；扰动；仿真　中图分类号：ＴＭ３５１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００４—７０１８（２０１２）１０－００４２—０３　

Ｓｌｉｄｉｎｇ－Ｍｏｄｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｆｏｒ　Ｌｉｎｅａｒ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ　Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｍｏｔｏｒ　Ｓｅｒｖｏ　Ｓｙｓｔｅｍ　

ＨＵＡＮＧ　Ｗｅｎ—ｍｅｉ，ＳＯＮＧ　Ｇｕｉ－ｙｉｎｇ　

（Ｈｅｂｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００１　３０，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｌｉｎｅａｒ　ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　ｍａｇｎｅｔ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｍｏｔｏｒ　ｉｓ　ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｌｏａｄ　ｄｉｒｅｃｔｌｙ，ｅｘｔｅｒｎａｌ　ｄｉｓｔｕｒｂ—　ａｎｃｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ｓｙｓｔｅｍ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｗｉｌｌ　ｒｏｌｅ　ｉｎ　ｌｏｄｅ　ｄｉｒｅｃｔｌｙ，ｗｈｉｃｈ　ｃｏｕｌｄ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｍｏｔｏｒ　ｓｅｒｖｏ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ，ｔｈｅ　ｓｌｉｄｉｎｇ　ｍｏｄｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｖｅｃｔｏｒ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅ　ｍｏｔｏｒ　ｓｅｒｖｏ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ　ＭＡＴＬＡＢ　ｍｏｄｅｌ　ｗａｓ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ｔｏ　ｖａｌｉｄａｔｅ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｔｒａｔｅｇｙ．　

ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＤＲＩＶＥ　２０１　３　Ｖｏ１．４３　Ｎｏ．７　电气传动２０１３年　第４３卷　第７期　

舰船推进系统中永磁同步电机的滑模控制　

王杰，刘桃生，张红涛，邓志明　（海军蚌埠士官学校机电系，安徽蚌埠２３３０１２）　

摘要：舰船电力推进系统中的永磁同步电机长期浸泡在海水中，工作环境复杂，诸如温度、湿度、海水冲击等不　利因素限制了机械传感器的使用．而对其控制系统又要求动态响应快、鲁棒性强、可靠性高。采用扩展卡尔曼滤波器　进行电机位置和速度辨识的成熟方案解决复杂环境对机械传感器的限制问题；针对传统滑模控制存在抖振的问题，　设计了一种带有干扰观测器的滑模控制器．运用干扰观测器来观测系统中存在的干扰量。并用此观测值作为前馈量　补偿到滑模控制器的输入端．来消除抖振实现对电机的精确控制，最后通过Ｍａｔｌａｂ仿真证明了此种控制系统对参数　与负载变化有较强的鲁棒性．动态响应快。　关键词：永磁同步电机：滑模控制；扰动观测器；扩展卡尔曼滤波器　中图分类号：ＴＭ３４１：ＴＭ３５１　文献标识码：Ａ　

Ｓｌｉｄｉｎｇ　Ｍｏｄｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ＰＭＳＭ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｄｒｉｖｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｖｅｓｓｅｌ　

ＷＡＮＧ　Ｊｉｅ，ＬＩＵ　Ｔａｏ－ｓｈｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｈｏｎｇ—ｔａｏ，ＤＥＮＧ　Ｚｈｉ—ｍｉｎｇ　（Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｂｅｎｇｂｕ　Ｎａｖａｌ　Ｐｅ缈Ｏｆｆｉｃｅｒ　Ａ　ｃａｄｅｍｙ，　Ｂｅｎ＃ｕ　２３３０１２，Ａｎｈｕｉ，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＰＭＳＭ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｒｉｖｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｖｅｓｓｅｌ　ｉｓ　ａｌｗａｙｓ　ｍａｒｉｎａｔｅｄ　ｉｎ　ｓｅａｗａｔｅｒ，ｔｈｅ　ｗｏｒｋ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｉｓ　ｃｏｍｐｌｅｘ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｓｅｎｓｏｒ　ｉｓ　ｃｏｒｒｆｉｎｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｕｎｆａｖｏｒａｂｌｅ　ｆａｃｔｕｒｓ　ｏｆ　ｔｅｍｐｅｒａｔｒｒｅ，ｍｏｉｓｔ，ｓｅａｗａｔｅｒ　ｅｒｏｄｅ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ；