基于擾動(dòng)觀測(cè)和補(bǔ)償?shù)腜MSM伺服系統(tǒng)位置跟蹤控制

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1、第21卷第5期電機(jī)與控制學(xué)報(bào)Vol.21No.52017年5月ElectricMachinesandControlMay2017基于擾動(dòng)觀測(cè)和補(bǔ)償?shù)腜MSM伺服系統(tǒng)位置跟蹤控制鄒權(quán),錢林方(南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,江蘇南京210094)摘要:針對(duì)存在參數(shù)攝動(dòng)和外部擾動(dòng)力矩的PMSM伺服系統(tǒng)位置跟蹤控制問題,提出一種基于擾動(dòng)觀測(cè)和補(bǔ)償?shù)幕?刂品椒ā2捎脭_動(dòng)觀測(cè)器估計(jì)系統(tǒng)參數(shù)攝動(dòng)以及負(fù)載力矩,并在此基礎(chǔ)上對(duì)等效擾動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償,減小了模型不確定性對(duì)系統(tǒng)控制性能影響,系統(tǒng)的位置跟蹤誤差由0.85rad減小到0.35rad;在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提下,去除了常規(guī)滑??刂浦械牟贿B續(xù)控制項(xiàng),有效

2、地減小了抖振。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與工程上常用的PID算法相比,基于擾動(dòng)觀測(cè)和補(bǔ)償?shù)幕?刂扑惴ú粌H能夠顯著提高PMSM伺服系統(tǒng)的位置跟蹤精度,而且能有效地削弱抖振。關(guān)鍵詞:PMSM;跟蹤控制;滑??刂?擾動(dòng)觀測(cè);抖振DOI:10.15938/j.emc.2017.05.014中圖分類號(hào):TP273文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1007-449X(2017)05-0105-05DisturbanceobservationandcompensationbasedpositiontrackingcontrolofPMSMservosystemsZOUQuan,QIANLin-fang(School

3、ofMechanicalEngineering,NanjingUniversityofScienceandTechnology,Nanjing210094,China)Abstract:AdisturbanceobservationandcompensationbasedslidingmodecontrolschemewasproposedforthepositiontrackingcontrolofPMSMservosystemwithparametersperturbationandexternaldisturb-ancetorque.Adisturbanceobserverw

4、asinvestigatedtoestimatetheparameterperturbationandthedis-turbancetorque,andtheequivalentexternaldisturbancetorquewascompensatedaccordingtotheoutputofthedisturbanceobserver,thentheinfluenceofthemodeluncertaintytothesystemcontrolperformancewasreduced,andthepositiontrackingerrorofthesystemwasred

5、ucedfrom0.85radto0.35rad.Thediscontinuouscontroltermintraditionalslidingmodecontrolwaschoppedoffwhilethestabilityoftheclosedsystemwasguaranteed,thechatteringphenomenawasremediedeffectively.Experimentalresultsshowthat,comparedwiththetraditionalPIDcontrolschemecommonlyusedinpracticalengineering,

6、thedisturbanceobservationandcompensationbasedslidingmodecontrolschemenotonlyhashighertrackingaccuracy,butalsoeliminatesthechatteringphenomenaeffectively.Keywords:PMSM;trackingcontrol;slidingmodecontrol;disturbanceobservation;chattering收稿日期:2014-04-30基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金(51205206)作者簡(jiǎn)介:鄒權(quán)(1987—),男,博士研究

7、生,研究方向?yàn)殡姍C(jī)伺服系統(tǒng)集成與控制;錢林方(1961—),男,博士,教授,博士生導(dǎo)師,研究方向?yàn)榛鹋谖淦飨到y(tǒng)集成理論。通信作者:鄒權(quán)106電機(jī)與控制學(xué)報(bào)第21卷[7,9]方程可以寫為0引言Te=1.5pnψfiq=KTiq。(1)永磁同步電機(jī)(permanentmagnetsynchronous式中:Te為電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩,N·m;pn(n=1,2,3,motor,PMSM)具有效率高、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小、功率密度…)為電機(jī)的極對(duì)數(shù);ψf為電機(jī)永磁體產(chǎn)生的磁鏈,大、結(jié)構(gòu)緊湊等

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