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题名基于时变扰动观测器的永磁同步电机预设性能滑模控制
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作者
陈勇志
张立嘉
刘旭东
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机构
青岛大学自动化学院
山东省工业控制技术重点实验室
青岛东软载波科技股份有限公司
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出处
《电机与控制应用》
2025年第2期148-158,共11页
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基金
国家自然科学基金(62273189)
山东省自然科学基金(ZR2022MF262,ZR2021MF005)。
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文摘
【目的】为了提高永磁同步电机的转速控制性能,保证转速误差在规定时间内收敛到预设边界以内,同时避免系统受到扰动导致控制器的奇异性与电机起动时观测器的估计峰值等问题,本文将预设性能控制与滑模控制方法相结合,提出了一种基于时变扰动观测器的预设性能滑模控制(PPSMC+TDO)方法。【方法】首先,提出了一种能够设定收敛时间的预设性能函数,并进行了误差变换,将不等式误差约束系统转换为等式约束系统。其次,提出了时变扰动观测器来估计系统扰动。然后,针对转换后的误差系统,设计了预设性能滑模控制器。【结果】在预设性能函数的约束下,PPSMC+TDO的转速误差能够在设定的0.3 s内收敛到最小预设边界εT以内。当施加外部扰动时,PPSMC+TDO的转速波动最小,瞬时转速误差已经超出了预设边界,但是控制器没有出现奇异性等不稳定行为。此外,在初始时刻,扰动估计曲线中没有出现估计峰值。【结论】试验结果表明,在预设性能函数的作用下,转速误差在指定的时间收敛到预设边界以内,保证了转速控制器具有良好的动态性能。当受到扰动后,解决了系统误差超过预设性能函数的边界导致控制器出现奇异性等问题,并且保证了对外部恒定负载扰动与周期性扰动都具有良好的抗扰效果。此外,所提时变扰动观测器有效消除了初始时刻的估计峰值。
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关键词
永磁同步电机
预设性能
滑模控制
时变扰动观测器
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Keywords
permanent magnet synchronous motor
preset performance
sliding mode control
time-varying disturbance observer
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分类号
TM351
[电气工程—电机]
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