Suzhou Electric Appliance Research Institute
期刊號： CN32-1800/TM| ISSN1007-3175

Article retrieval

文章檢索

首頁 >> 文章檢索 >> 文章瀏覽排名

基于改進型擾動觀測器的PMSM抗擾動控制研究

來源：電工電氣發(fā)布時間：2021-02-23 09:23 瀏覽次數：850

基于改進型擾動觀測器的PMSM抗擾動控制研究

王兵1，2，顏偉平1，2，劉凱1，余鑫1，李江坪1
(1 湖南工業(yè)大學 電氣與信息工程學院，湖南 株洲 412007；
2 湖南工業(yè)大學 電傳動控制與智能裝備湖南省重點實驗室，湖南 株洲 412007)
 
    摘 要：負載轉矩擾動及轉動慣量變化會對永磁同步電機(PMSM) 控制造成影響，為提高系統(tǒng)響應速度以及抗干擾能力，減小負載擾動對控制性能的影響，將觀測的負載轉矩前饋補償至轉矩電流中，改進滑模速度控制器中指數趨近律函數。設計一種改進型擾動觀測器，在傳統(tǒng)擾動觀測器中加入可變增益算法，針對負載擾動引起系統(tǒng)轉動慣量變化的問題，結合模型參考自適應算法，將辨識的轉動慣量更新到改進型擾動觀測器及滑模速度控制器中。仿真結果表明，改進型擾動觀測器能準確觀測負載轉矩，有效減少系統(tǒng)抖振，提高了控制系統(tǒng)的抗擾能力及動態(tài)響應性能。
    關鍵詞：永磁同步電機；擾動觀測器；前饋補償；可變增益算法；轉動慣量辨識
    中圖分類號：TM351     文獻標識碼：A     文章編號：1007-3175(2021)02-0001-07
 
Research on PMSM Anti-Disturbance Control Based on Improved Disturbance Observer
 
WANG Bing1,2, YAN Wei-ping1,2, LIU Kai1, YU Xin1, LI Jiang-ping1
（1 College of Electrical and Information Engineering, Hunan University of Technology, Zhuzhou 412007, China;
2 Key Laboratory for Electric Drive Control and Intelligent Equipment of Hunan Provincial,
Hunan University of Technology, Zhuzhou 412007, China）
 
    Abstract: The load torque disturbance and the change in moment of inertia will affect the control of permanent magnet synchronous motor(PMSM). In order to improve the response speed and anti-interference ability of the system and reduce the influence of load disturbance on the control performance, the observed load torque feed forward is compensated into the torque current, and the exponential reaching rate function in the sliding mode speed controller is improved. An improved disturbance observer is designed, in which a variable gain algorithm is added to the traditional disturbance observer. In order to solve the problem of the change of inertia caused by load disturbance, it combined with the model reference adaptive algorithm, and the identified inertia is updated to the improved disturbance observer and sliding mode speed controller. The simulation results show that the improved disturbance observer can accurately observe the load torque, effectively reduce the system chattering, and improve the disturbance rejection ability and dynamic response performance of the control system.
    Key words: permanent magnet synchronous motor; disturbance observer; feed forward compensation; variable gain algorithm; moment of inertia identification
 
參考文獻
[1] 陸婋泉，林鶴云，韓俊林. 永磁同步電機的擾動觀測器無位置傳感器控制[J] . 中國電機工程學報，2016，36(5)：1387-1394.
[2] 王兵，何孝祖，陳瀚，等. 永磁同步電機再生能量回饋分析研究[J]. 電工電氣，2019(7)：9-14.
[3] 郎志，楊明，徐殿國. 雙慣量彈性系統(tǒng)負載擾動觀測器設計研究[J]. 電工技術學報，2016，31(S2)：84-91.
[4] 紀科輝，沈建新. 采用擾動轉矩觀測器的低速電機伺服系統(tǒng)[J]. 中國電機工程學報，2012，32(15)：100-106.
[5] 張虎，朱曉虹，孫明山. 帶有負載轉矩觀測器的PMSM自適應反步控制[J]. 電機與控制應用，2016，43(4)：17-21.
[6] 劉京，李洪文，鄧永停. 基于新型趨近律和擾動觀測器的永磁同步電機滑?？刂芠J] . 工程科學學報，2017，39(6)：933-944.
[7] 劉春強，劉伊倫，孔凡一，等. 基于時變參數擾動觀測器補償的永磁同步電機非光滑速度調節(jié)器[J].電工技術學報，2019，34(4)：664-672.
[8] 關欣，李葉松. 基于實時負載轉矩反饋補償的永磁同步電機變增益PI 控制[J] . 電工技術學報，2016，31(23)：38-45.
[9] 鄭澤東，李永東，肖曦，等. 永磁同步電機負載轉矩觀測器[J] . 電工技術學報，2010，25(2)：30-36.
[10] 張海洋，許海平，方程，等. 基于負載轉矩觀測器的直驅式永磁同步電機新型速度控制器設計[J] .電工技術學報，2018，33(13)：2923-2934.
[11] 劉穎，周波，方斯琛. 基于新型擾動觀測器的永磁同步電機滑?？刂芠J] . 中國電機工程學報，2010，30(9)：80-85.
[12] 張曉光，孫力，趙克. 基于負載轉矩滑模觀測的永磁同步電機滑?？刂芠J] . 中國電機工程學報，2012，32(3)：111-116.
[13] 荀倩，王培良，蔡志端，等. 基于負載轉矩觀測器的PMSM抗負載擾動控制策略[J]. 電工電能新技術，2016，35(5)：36-41.
[14] 王寧，劉興勇. 基于抗負載擾動的永磁同步電機雙滑?？刂芠J] . 大連海事大學學報，2016，42(2)：75-82.
[15] 宋宏帥，尹萬軍，王佐勛. 改進的永磁同步電機轉動慣量辨識方法及其在PI自整定中的應用[J]. 齊魯工業(yè)大學學報，2018，32(4)：65-70.