基于自抗扰控制器的PMSM矢量控制系统设计与实现

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基于自抗扰控制的PMSM转速调节系统

基于自抗扰控制的PMSM转速调节系统崔国祥;张淼;陈思哲【期刊名称】《微特电机》【年(卷),期】2012(040)002【摘要】In the permanent magnet synchronous motor ( PMSM) speed control system,the dynamic response speed and overshoot is contradictory in classical PI regulator. ADRC was introduced into PMSM speed control. Tracking differentiator was adopted to set up a transition for the input, allowing the system work with good speed adaptability, and the extended state observer was used to enhance the robustness of the system by observing and real-time compensating general disturbance. Simulation results show that the speed control system based on PMSM using ADRC can follow the reference speed quickly without overshoot.%经典PI调节的永磁同步电动机转速控制,存在快速性与超调量之间的矛盾.将自抗扰控制技术应用于永磁同步电动机转速控制中,设计跟踪微分器对输入安排过渡过程,使系统有良好的转速适应性；扩张状态观测器通过对综合扰动项的观测和实时补偿,增强了系统的鲁棒性.仿真实验结果表明,基于ADRC的PMSM转速调节系统,可实现对输入信号的快速无超调跟踪.【总页数】4页(P51-54)【作者】崔国祥;张淼;陈思哲【作者单位】广东工业大学,广东广州510006;广东工业大学,广东广州510006;广东工业大学,广东广州510006【正文语种】中文【中图分类】TM351【相关文献】1.基于自抗扰控制的对称六相PMSM与三相PMSM串联系统 [J], 刘陵顺;韩浩鹏;闫红广;孔德彪;肖支才2.基于自抗扰控制器的PMSM伺服控制系统研究 [J], 肖泽民;朱景伟;夏野;赵英序3.基于扰动补偿的PMSM转速环自抗扰控制器设计 [J], 谢传林;曾岳南;王发良;曾祥彩4.基于自抗扰控制器的PMSM矢量控制系统设计与实现 [J], 刘清;王太勇;董靖川;刘清建;李勃5.基于模糊自抗扰控制在电动汽车PMSM位置驱动系统研究 [J], 李晶因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于自抗扰控制的双环伺服系统详解

基于自抗扰控制的双环伺服系统详解近年来，由于永磁同步电机（permanentmagnetsynchronousmotor，PMSM）高转矩电流比、效率高等优点，在伺服系统中得到广泛应用。

随着人们对快速定位、调试简单等需求的增加，对伺服驱动器的控制技术提出了更高要求。

因此PMSM构成的伺服系统的控制技术成为研究热点。

针对永磁同步电机系统存在的负载转矩扰动和参数摄动等干扰，人们采用不同的思路进行解决。

一方面，以经典的PID控制为基础，研究参数的在线调整。

另一方面，智能控制技术、滑模变结构控制、预测控制、观测器等先进的控制理论也得到广泛地研究。

本文针对PMSM位置控制，提出一种基于自抗扰控制的双环控制方法。

将ADRC引入到PMSM伺服系统的控制中，利用二阶非线性ADRC实现位置、速度的复合控制，从控制结构上将传统位置、速度、电流三环串级控制变为位置电流双环控制，可简化伺服系统的调试过程和提高动态响应速度。

在建立伺服系统数学模型的基础上，给出位置环的二阶非线性ADRC、电流环一阶线性ADRC的设计方法，并对伺服系统的动态响应以及抗扰动性能进行研究。

一、ADRC抗干扰机理ADRC之所以能够有效地提高系统的抗干扰能力，关键之处在于从被控输出量中提取干扰信号，并在控制律中进行扰动补偿。

为了对系统中的扰动进行观测，需要设计扩张状态观测器，其以系统实际输出y和控制量u来跟踪估计系统的状态变量和扰动量，形式如下所示：式中：z1，z2，，zn为状态变量的观测值;zn+1为扰动估计值;01，02，，0（n+1）为观测器参数。

当i（e）为线性函数时，ESO为线性观测器;而i（e）具有非线性特性时，则为非线性观测器，通过适当选择参数来准确估计系统的状态变量和扰动值。

二、伺服系统自抗扰控制1、伺服系统扰动分析在同步旋转坐标系下，电磁转矩Te可表示为。

基于自抗扰控制技术的PMSM-DTC控制

制技术（DTC）。直接转矩控制技术将定子磁链
脉宽控制技术（SVPWM）。
和转矩作为控制变量，无需进行磁场定向、矢量
1 直接转矩控制原理
变化和电流控制，相对于矢量控制技术等现有控
制理论更加简捷快速，进一步提高了系统的动态
响应能力。但是，目前采用的基本的滞环比较控
制（Bang-Bang 控制）方法是利用 2 个滞环比较
torque control based on the switch table was improved，space vector pulse width modulation（SVPWM）and auto
disturbances rejection control（ADRC）technology were led in. The simulation results based on Matlab/Simulink show to
摘要：针对传统的永磁同步电机直接转矩控制（DTC）系统抗干扰性差、开关频率不稳定以及磁链脉动大
的问题，在基于开关表的直接转矩控制方法上进行改进，引进空间电压矢量脉宽调制技术（SVPWM）和自抗扰
控制技术（ADRC）。仿真结果显示：加入了自抗扰控制器以及空间电压矢量脉宽调制技术的永磁同步电机直
接转矩控制系统转矩脉动明显减小，系统抗干扰性增强，开关频率更加稳定。
ú
（1）
ê ú=ê
ê ú+ê
R + pL dúû ëi qû ëωΨ f û
ëu qû ë ωL q
te =
3p n |Ψ s |
[2Ψ f L q sin δ sf 4L d L q
|Ψ s |(L d - L q)sin(2δ sf )]

基于ADRC+改进型重复控制的PMSM矢量控制方案

基于ADRC+改进型重复控制的PMSM矢量控制方案刘向辰，柴乾隆(中国航空工业兰州万里航空机电有限责任公司航空机电研宄院，甘肃兰州730070)摘要：永磁同步电机（P M S M)在低速运行时，容易受到A/D采样和量化误差、电机转矩脉动、逆变器死区时间以及模型不确定性等扰动的影响，为了降低P M S M在低速运行状态下各种扰动对系统造成的影响，提出一种基于自抗扰控制（A D R C)+改进型重复控制的P M S M矢量控制方案。

该方案在A D R C的基础上，融入重复控制的思想，周期性地补偿并缩小误差，在提高A D R C对内部参数依赖性的同时，改善了电机控制系统的抗干扰能力。

最后，通过Matlab/Simulink仿真和实验，验证了该方案具有抗干扰能力强、调速效果好的优点。

关键词：永磁同步电机；自抗扰控制；重复控制中图分类号：T M351文献标识码：A文章编号：1000-100X(2020)06-0001-05Reserach on the Vector Control Strategy of PMSM Based onADRC+Advanced Repeat ControlLIU Xiang-chen,CHAI Qian-long{College o f Aviation Mechanical and Electrical Engineering^AVIC Lanzhou Wanli Aviation Electromechanical Co., L td., Lanzhou 730070,China)Abstract ：Permanent magnet synchronous m o t o r(P M S M)i s susceptible to several factors* affection,such as A/D s a mpling error,quantization error, motor torque ripple,dead time of inverter and uncertainty of motor control system model during low speed operation.In order to reduce the impacts of various disturbances on the system of P M S M under low speed operation ,a vector control strategy of P M S M based on active disturbance rejection control (A D R C)+advanced repeat control is proposed.On the basis of A D R C,t h e proposed strategy integrates the idea of repetitive control.This strategy periodically compensates and reduces the error resulting in improving the dependence of the A D R C on i t s o w n parameters and maximizing the control precision of the motor control system.Finally,the Matlab/Simulink simulation and experimental results show that the strategy has the advantages of strong anti-interference ability and good speed regulation effect.Keywords ：permanent magnet synchronous motor ；active disturbance rejection control ；repetitive controll引言近些年来，随着工业自动化的发展，PMSM在新能源汽车、智能机器人、工业生产等领域取得了快速发展。

基于自抗扰控制PMSM电压空间矢量调制直接转矩控制方法

基于自抗扰控制PMSM电压空间矢量调制直接转矩控制方法刘英培【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2011(31)11【摘要】As the PID regulator has disadvantages and the direct torque control has higher torque and flux linkage ripples and unfixed switching frequency, the SVM (Space Vector Modulated) direct torque control for PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor) based on ADRC (Active-Disturbance Rejection Control) is proposed. The ADRC speed regulator is designed with the given speed and real speed as inputs and the given electromagnetic torque as output to improve the anti-interference ability of system. The realization of SVM is analyzed. The errors of torque and stator flux linkage are accurately compensated and ripples are reduced,while the constant switching frequency of inverter is guaranteed. Simulative and experimental results verify its feasibility and effectiveness.%针对PID调节器的不足及传统直接转矩控制转矩和磁链脉动大、开关频率不恒定等问题,提出基于自抗扰控制器(ADRC)永磁同步电机电压空间矢量调制(SVM)直接转矩控制方法.以给定转速和实际转速作为输入信号,给定电磁转矩作为输出信号,设计了ADRC速度调节器,提高系统的抗干扰能力.在此基础上,详细分析了SVM的实现方式,实现对转矩和磁链偏差的精确补偿,降低转矩和磁链脉动,并保证逆变器开关频率恒定.仿真和实验结果验证了方法的可行性和有效性.【总页数】5页(P78-82)【作者】刘英培【作者单位】华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TM301.2【相关文献】1.基于电压空间矢量调制技术的直接转矩控制 [J], 汤煊琳2.基于参考磁链电压空间矢量调制策略的永磁同步电机直接转矩控制研究 [J], 刘军;楚小刚;白华煜3.基于自抗扰控制的PMSM直接转矩控制研究 [J], 祁世民;周臻;窦晓华;王永4.基于自抗扰控制器的PMSM直接转矩伺服系统设计 [J], 黄艺香5.基于非线性自抗扰控制器的PMSM直接转矩控制 [J], 李少朋;谢源;张凯;贺耀庭因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一种基于新型控制器的PMSM矢量控制

ＶｅｔｒＣｏｒｌＯｃｏｎｔｏｆＰＭＳＭｓｄｎａＮｅＣｏｒｌｒＢａｅｏｗｎｔｏｌｅ
Ｐｉ — ｕ，ＡｈｕｄｏＵＱｎｙｎＨＵＮＧＳｏ－ａｇ（ｕａｎｅｓｙｈｎｓａ４８，ｈｎ）ＨｎｎＵｉｒｉ，Ｃａｇｈ０２Ｃｉａｖｔ１０
ＡｂｔａｔＩｏｉａｉｎｗｔｅＰＭｔｅｉａｄ１ａｎｖ］ｉｒｖｄＰｃｎｒｌｒｂｓｄｒｔｒｆｘｏｅｔｄｓｒｃ：ｎｃｍｂｎｔｉｔＭＳｍａｈｍｔｌｍｏｅ．ｏｅｍｐｏｅＲｏｔｌ — ａｅｏｏｕｒｎｅｏｈｈｃｏｅｌｉ
果表明该控制策略具有良好的鲁棒性和动态性能，证了该方法的正确性。验
关键词：永磁同步电机；改进ＰＲ控制器；转子磁链定向矢量控制中图分类号：Ｍ３１Ｔ４文献标识码：Ａ文章编号：０４７１（０１０ — ０２０１０ — ０８２１）３０４ — ３
ｖｃｏｏｔｏｔａｅｙｗａｎｒｄｅｏｏｒｏｈｅｅｔｎｔｅｔａｉｉｎｌＰＲ，ｆｅｈｅｃａａｔｒｓｉｎａｙｉｆｔｅｔｒｃｎｒｌｓｒｔｇｓｉｔｏｕｃｄｔｖｅｃｍｅｔｅｄｆｃｓｉｈｒｄｔｏａａｔｒｔｈｒｃｅｔｃａｌｓｓｏｈｅｉＰＲ．ａｌｂｉｌｎｓｕｓｄｔｉｌｔｈｅａｖｏ１ＴｈｅｐｏｏｅｙｔｍｈｓｇｔｇｏｙｍｉｎｄｓａｉｅｐｎＭｔａ／Ｓｍｕｉｋｗａｅｏｓｍｕａｅｔｂｏｅｍｄｅ．ｒｐｓｄｓｓｅａｏｏｄｄｎａｃａｔｔｃｒｓｏ－

基于DSP的PMSM矢量控制系统的设计与研究

ｍｉｅｉｈｈｖｒａｎｕｎｅｏｔｒｏｅａｉｇｐｅｉｏ．ｏｚｄｗｈｃａｅｇｅｔｉｆｅｃｎｍｏｏｐｒｔｒｃｓｎＣｍｍｉｓｏｉｇｔｅｈｒｗａｅａｄｓｆａｅｏｈｓｓｓｌｎｉｓｉｎｎｈａｄｒｎｏｗｒｆｔｉｙ — ｔ
摘要：为实现对永磁同步电机（ＭＳ的最优控制，计了一种以数字信号处理器（Ｓ）ＰＭ）设ＤＰ为核心的控制器，入深分析了控制器中对电机运行精度影响较大的几个模块，并进行了优化。采用空间矢量脉宽调制（ＶＷＭ）ＳＰ技术
ｔｌｒｂｓｄｏｅｄｓａｓｎｌｐｏｅｓｒＤＰｓｄｓｎｄＳｍｄｌｓｏｅｅｎｏｅｒｎｌｅｎｐｉｏｅｒｌａｅｎｔｉｔｉａｒｃｓｏ（Ｓ）ｉｅｉｅ．ｏｅｍｏｕｅｆｔｏｔＨｒａｅａａｚｄａｄｏｔｈｌｇｇｈｒｙ —
１引言
ＰＭ具有转动惯量小、率密度高、应速ＭＳ功响度快等优点．在高性能的电机控制领域中得到了广泛应用。随着半导体技术的发展，电机控制的数字化已成为主流趋势，而高性能的电机控制算法都是通过主芯片实现的。目前，在电机控制领域中，最具代表性的ＤＰ是Ｔ３０２０ＳＭＳ２Ｆ００系列，其中Ｔ３０２１ＭＳ２Ｆ８２是该系列中的一款主流３２位定点ＤＰ．Ｔ３０２０Ｓ与ＭＳ２Ｆ４７相比。具有更丰富的硬它件资源和更快的计算速度．可用于实现高性能电机控制系统【ｚ卜１此采用Ｔ３０２１计了一。在ＭＳ２Ｆ８２设种ＰＭ控制器．利用Ｃ语言编程进行软件设ＭＳ计，现了系统速度、实电流双闭环控制。

基于矢量控制的PMSM高性能伺服系统设计

使电流内环（Ｉ控制成为可能．制器输出再通ＰＤ）控过反变换产生控制信号作为ＳＰＶＷＭ的输入．而ＳＰＶＷＭ和逆变器产生驱动电机旋转的变频变压电
７年代提出并逐步得到完善的交流电机矢量控制理０论【】当今先进的电机控制芯片ＤＰ相结合．高ｌ与Ｉ２Ｓ是性能交流伺服系统的标志。ＭＳ在数控系统、ＰＭ自动的直流伺
ＬＩＹｉｐｉｇＮ — ｎ
（ｈｏｉｎｌｒｔ，ｈｏｉ２０１ｈｎ）ＺａｑｎＵｉｅｓｙＺａｑｎ３ｉ５６６，Ｃｉａ
ＡｓａｔＩｈｒａｌｆｆｉｔｇａＰｃｓｒＤＰＴＳ２Ｆ８２ｄｕｌｌｐｓｅｄｏｔｌｒｒｌｂｔｃ：ａｗｒｐｔｒｏＤｇａＳｎｌｒｅｏ（Ｓ）Ｍ３０２１，ｏｂｏｅｎｐｒｎｄｅａｏｍｉｌｉｏｓｅｏｐｃｒｏｔｅｏｉｌｐｐｓｉｏｔｌｆｅａｅｔａｎｔｙｃｒｎｕｏｒ（ＭＭｓｅｉｄｂｓｎｔｈｉｅｆｅｔｎｌｏｏｔｎｃｎｒｎｎＭｇｅｃｎｈｏｏｓｔＰＳ）ｉｒｚａｄｏｃｎｕｃｒｏｔｏｉｏｏｒｏＰｍｉＳＭｏａｅｅｌｅｑｏｖｏｃｒｏ
Ｆｕｄｔｎｒｊｃ：ｐｏｔｙａｒｌｃｅｃｏｎａｉＧａｇｏｇｄｃｔｎｅａｍｅｔｆｈｎ（ｏ００ｏｎａｉｏｅｔｕｐｒｄｔａＳｉｎｅｕｄｔｎｆｕｎｄｎｕａｉｐｒｎｏＣｉａＮ．２８）ｏＰＳｅｂＮｕＦｏｏＥｏＤｔｚ１

自抗扰控制在PMSM伺服控制系统中的应用

自抗扰控制在PMSM伺服控制系统中的应用
杨兴华;姜建国
【期刊名称】《伺服控制》
【年(卷),期】2010(000)006
【摘要】永磁同步电机伺服控制系统的非线性和不确定性的特点,给高性能位置伺服控制的实现带来了困难。

为了克服电机及负载在内的广义被控对象不确定性因素和非线性因素对系统性能造成的影响,本文采用自抗扰控制器设计了伺服控制系统
的速度环和位置环。

自抗扰控制将系统所有扰动量,包括负载扰动、控制跟踪误差、模型误差等等,作为系统的一个状态变量,利用扩张状态观测器对扰动进行在线估计,并根据估计结果对扰动进行前馈补偿控制,从而抑制扰动对整个伺服控制系统的影响。

【总页数】5页(P36-39,42)
【作者】杨兴华;姜建国
【作者单位】上海交通大学电气工程系
【正文语种】中文
【中图分类】T
【相关文献】
1.神经网络优化自抗扰控制在供输弹系统中的应用 [J], 张松;王茂森;戴劲松
2.变增益策略在PMSM自抗扰控制中的应用与研究 [J], 李寅生;陈永军
3.优化自抗扰控制在刨花板施胶流量跟踪中的应用 [J], 郭继宁;孙丽萍;曹军;朱良
宽
4.自抗扰控制在加热器水位控制中的应用 [J], 张军亮;刘龙;史鹏飞;曹耀武;费盼峰;胡振亚
5.自抗扰控制在加热器水位控制中的应用 [J], 张军亮;刘龙;史鹏飞;曹耀武;费盼峰;胡振亚
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基于并联RSO优化自抗扰的PMSM速度控制

CC

(８)

ｘ２＝ｘ１－ｂｕ

节代替ꎬ其表达式如式(４) 所示ꎮ
ｅ１＝ｖ１－ω ∗
ｍ
ω*m
(７)

ｘ２＝ａ ( ｔ)
由于ｘ１已知ꎬｘ２未知ꎬ构建出如下降阶观测器:
对于式(２) ꎬ将电机的运动方程简化为
{

ωm
z1
图１速度环线性自抗扰控制器结构
３并联降阶状态观测器速度控制
观测器的误差状态方程如下:

ｅ４＝ａ ( ｔ) －β０３ｅ４
(１２)
式(１２)的特征方程为ｄｅｔ(ｓ)＝ｓ＋β０３ ꎮ 因此ꎬ只要 β０３ >０ꎬ
同时扰动项ａ(ｔ)有界ꎬ那么降阶状态观测器就是稳定的[１１] ꎮ
３.２速度控制器设计
当扰动幅值较大时ꎬ 会存在一定的观测器误差 [１２] ꎮ
第一作者简介:付文强(１９９４—) ꎬ男ꎬ江西南昌人ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为电机控制ꎮ
１８４
付文强ꎬ等基于并联ＲＳＯ优化自抗扰的ＰＭＳＭ速度控制
电气与自动化
ｄω ｍ
ｄｔ
＝
ＴＬＢω ｍ
３
ｎ Ψｉ－－
２ＪｐｒｑＪ ∑ Ｊ ∑
(２)
式中Ｊ ∑ 为等效转动惯量ꎮ
影响ꎮ 因此ꎬ可对上述扩张状态观测器进行降阶处理ꎮ
ïｕ０＝ｋ１ｅ３
í
ï ＝－ｚ２
ïｕｕ０ｂ
î
z3
(６)
Байду номын сангаас1/s
-β03
x1(ωm)
-β203
控制器需要整定的参数分别为ｒ１、β０１、β０２、ｋ１ ꎮ 其中

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≥
型及“内外扰动”的实时作用并给予补偿，可将含未知干扰的非线性不确定性对象化为线性积分串联型对象进行控制。
ωi q f ( X1 )=- Ra X1 + (8) ψ La - ω id + r La 由式 (8) 可知 id 、 iq 之间存在着相互干扰的耦合非线性项 ψ ωi q 、 - ω i d + r ，极大地干扰了控制系统性能。为此设计 La 一阶自抗扰控制器， ADRC 方程如下。 (1) 非线性跟踪微分器 1 1 fh = fhan ( V1 - I* , V2 , r0 , h ) 1
觶 1 = x2 , x 觶 2 = x3 … x 觶 n - 1 = xn x 觶 n = xn +1 + b0u x 觶 n+ 1 = ξ x (3)
本文重点介绍电流环 ADRC 设计过程，选取输入量
U =[ ud uq ] T 、输出量 Y =[ id iq ] T 、状态变量 Xi =[ id iq ] T ，即可
中图分类号： TM351 文献标识码： A 文章编号： 0258- 7998(2011)09- 104- 03
Applications of speed controller for a PMSM based on active disturbance rejection controller
并加以精确补偿，即可消除耦合非线性因素的影响，从而实现电流环的准确解耦控制。由于电流环已经抑制了各种扰动，因此为了简化控制器结构，设计速度环以及位置环控制器时可将非线性跟踪微分器省略。 PMSM 矢量控制系统结构见图 2。
[ 2]
。
为了提高 PMSM 控制性能 , 国内外学者展开了广泛研究。参考文献 [3] 提出一种基于状态观测和反馈的控制策略 , 参考文献 [ 4] 提出一种基于自抗扰控制器的控制策略，这些方法具有良好的动静态性能，却未考虑电流环中耦合非线性因素的影响，无法从根本上解决非线
测控技术与仪器仪表
Measurement Control Technology a量控制系统设计与实现 *
刘清，王太勇，董靖川，刘清建，李勃（天津大学机械学院，天津 300072 ）
摘要：针对永磁同步电机存在的非线性、强耦合、参数摄动等问题，设计并实现了基于自抗扰控制器 (ADRC) 的矢量控制系统。首先提出基于 ADRC 的控制策略，实时观测出由系统内部非线性因素以及外部扰动引起的 “ 内外扰动 ” 并进行补偿，从而实现精确控制；其次研制基于 DSP 的多轴运动控制卡，并在此基础上实现了基于 ADRC 的 PMSM 矢量控制系统。仿真及实验结果表明，系统具有良好的动态性能及鲁棒性，能够快速加工出符合要求的模型。关键词：永磁同步电机；矢量控制；自抗扰控制器；非线性；
104
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《电子技术应用》 2011 年第 37 卷第 9 期
测控技术与仪器仪表
非线性不确定对象具有良好的控制效果。
Measurement Control Technology and Instruments
式 (6) 中 ud 、 uq 为 d 、 q 轴定子电压， id 、 iq 为 d 、 q 轴定子电流， Tem 、 TL 为电磁转矩及负载转矩， ω 为转子电角速度， Pn 为极对数， F 为摩擦转矩系数。由上式可知 PMSM 是一个非线性串联系统，因此消除系统内部非线性因素以及外部扰动的影响正是解决 PMSM 控制问题的关键。本文设计图 1 所示的基于 ADRC 的控制器，即可实时观测并补偿“内外扰动 ”，从而实现精确控制。控制器由三个一阶 ADRC 构成，设计时依次将 θ* 、 ω* 、 iq* 作为参考输入，在此基础上按照 ADRC1 、 ADRC2 、 ADRC3 的顺序进行设计。
扰动的总和扩充为新状态变量 xn +1 ：
xn +1 = f (·)+ w 觶 n +1 = ξ ，即可将原系统扩张为线性系统：令x
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
(2)
图 1 基于 ADRC 的控制系统结构图
* 基金项目 : 国家自然科学基金项目（ 50975193 ）；国家科技重大专项 ( 2009ZX04014 - 101 - 05 ) ；天津市科技计划项目（ 08ZCKFGX02300 ）
1 ADRC 数学模型
自抗扰控制器是一种基于误差反馈的新型控制器，主要由非线性跟踪微分器 (NTD) 、扩张状态观测器 (ESO) 、
≥ ≥ ≥≥
≥ ≥
1.3 非线性误差反馈 NLSEF 采用非光滑反馈方式实现了对控制工程界
的经验知识 “ 大误差小增益，小误差大增益 ” 的数学拟合 [ 5] ，提高了系统的动态性能和鲁棒性。
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Machine) 具有功率密度高、体积小、效率高、惯量小等优
点，广泛应用于数控机床领域 [ 1] 。然而 PMSM 是一个非线性、强耦合、参数摄动的多变量系统，对于外界扰动以及系统参数变化比较敏感，因此对于控制系统要求较高，既要具有高性能的软硬件结构，又要具有高性能的控制策略和控制算法
非线性误差反馈 (NLSEF) 三部分组成，对于形如式 (1) 的
y ( n ) = f ( y , y ′ … , y ( n - 1) , t )+ w+b0u
制输入与测量输出。
(1)
式 (1) 中 f (·) 是未知函数， w 是未知外扰， u 与 y 分别是控
觶 1 = V2 V 觶 2 = fh V 觶 1 = Z2 - β1 ( Z1 - Y )+ b0U Z
(9)
(2) 扩张状态观测器 (10) 觶 2 =- β2 fal ( Z1 - Y , α1 , δ ) Z (3) 非线性误差反馈 U0 = β3 fal ( V1 - Z1 , α2 , δ ) (11) (4) 扰动补偿过程 U = U0 - Z2 (12) b0 式 (9) ~ 式 (12) 中 V1 是电流给定的跟踪值， Z1 是电流观测的跟踪值。使用 ESO 实时观测出系统 “ 内外扰动 ”
Liu Qing, Wang Taiyong, Dong Jingchuan, Liu Qingjian, Li Bo
（ School of Mechanical Engineering , Tianjin University , Tianjin 300072 ， China ）
Abstract ： The permanent magnet synchronous machine (PMSM ) is a nonlinear multi variable coupled system . This paper pro posed a vector control system based on the auto disturbance rejection controller （ ADRC ） . Firstly , a strategy based on ADRC is pro posed to estimated and compensated the disturbances . Second, a DSP - based multi - axis motion control card is designed. Simulation and experimental results show that the vector control system is simple , and will improve the stability , robustness and adaptability in the system significantly . Key words ： PMSM; vector control; ADRC; nonlinear 永磁同步电机 PMSM (Permanent Magner Synchronous 性问题；参考文献 [5] 提出一种基于模糊自适应 PID 及干扰观测器的三环控制策略，但是这种方法算法较复杂，实时性较差。本文提出并实现了一种基于自抗扰控制器 [ 6- 7] (ADRC) 的 PMSM 矢量控制系统。首先设计基于 ADRC 的控制器，实时观测出由系统内部非线性因素以及外部扰动引起的 “内外扰动”并进行补偿，从而实现精确控制。其次自行研制了基于 DSP 的多轴运动控制卡，并在此基础上实现了基于 ADRC 的矢量控制系统。仿真及实验结果表明，系统具有良好的动态性能及鲁棒性，能够快速加工出符合要求的模型。