基于自适应滑模变结构的永磁同步电机控制系统

摘要

基于自适应滑模变结构的永磁同步电机控制系统，由主电路和控制电路构成，控制电路包括磁链控制环、转矩控制内环，以及转速控制外环；其特征是在转速控制外环中加入滑模变结构控制器。位于转速控制外环的滑模变结构控制器，是以转子角速度与给定转速之间的转速差为输入信号，输出转矩指令控制信号。本发明将自适应滑模变结构控制方法在永磁同步电机的直接转矩控制中进行应用，可以有效提高系统稳定性、可靠性和动态品质。

主权项

1. 基于自适应滑模变结构的永磁同步电机控制系统，由主电路和控制电路构成，所述控制电路包括磁链控制环、转矩控制内环以及转速控制外环；其特征是在所述转速控制外环中加入滑模变结构控制器，所述滑模变结构控制器在转速控制外环中，以转子角速度ω与给定转速ω*之间的转速差ωe为输入信号，输出转矩指令控制信号Te*，所述输入信号ωe与输出转矩指令控制信号Te*的关系为：$s\left(t\right)=C[-{\omega }_e+{\int }_0^t(-\frac{B_w}{J}-K\frac{1}{J}){\omega }_e\mathrm{dt}]$ $T_e^{*}=K{\omega }_e+\mathrm{fsgn}\left[s\left(t\right)\right],K>0$ $\mathrm{sgn}\left[s\left(t\right)\right]=\left\{\begin{array}{cc}+1& s\left(t\right)>0\\ -1& s\left(t\right)<0\end{array}\right.$ C，K，f为可调参数；设计参数f进行参数自适应估计为：$\hat{f}=-\mathrm{\lambda C}\frac{1}{J}{\int }_0^t\left|S\left(t\right)\right|\mathrm{dt},0<\lambda <1$λ为自适应因子则控制率变为$T_e^{*}=K{\omega }_e+[-\mathrm{\lambda C}\frac{1}{J}{\int }_0^t|S\left(t\right)\left|\mathrm{dt}\right]\mathrm{sgn}\left[s\left(t\right)\right],K>0$ 式中，J为转动惯量，Bw是粘性摩擦系数，Te是电磁转矩，ω是转子角速度，ωe为转速差，s(t)为滑模面，Te*为转矩控制指令。