基于辨识补偿的永磁同步电机滑模控制研究

发布时间：2017-11-18 17:24

  本文关键词：基于辨识补偿的永磁同步电机滑模控制研究

  更多相关文章： 永磁同步电机 终端滑模控制 转动惯量辨识 扰动观测 鲁棒性

【摘要】：永磁同步电机凭借着体积小、可靠性高、功率密度大等优点在航天、国防、工业自动化等领域中得到了广泛的应用。然而永磁同步电机作为一个非线性、强耦合且时变的被控对象,易受到来自系统内外部诸多扰动的影响。因此,如何在保证较强抗干扰能力的同时,提高控制系统的动静态特性,具有重要的研究意义。本文重点研究了滑模变结构控制理论,结合转动惯量辨识与扰动观测,提出了一种基于辨识补偿的永磁同步电机终端滑模控制方法。首先,基于永磁同步电机的数学模型,设计了终端滑模速度控制器,有效地解决了传统线性滑模控制的系统状态变量无法在有限时间内收敛至平衡点的问题。更进一步,针对终端滑模算法的控制奇异性问题和动态响应特性差的缺陷,提出了一种非奇异快速终端滑模控制器的设计方法,不仅消除了状态空间的奇异性区域,而且重点提高了滑模运动点在远离平衡点时的收敛速度,有效地改善了控制系统的动态特性。其次,为了获得准确的系统转动惯量值,设计了两种在线式的辨识方案:递推最小二乘法和梯度校正自适应法。通过理论分析与仿真证明,梯度校正自适应辨识法解决了递推最小二乘法在有限时间内只能无限趋近于标准值的问题,实现了全程快速收敛,稳定时的精度更高,且当辨识过程受到干扰时,恢复能力更强,更加适用于永磁同步电机控制系统的转动惯量辨识。再次,针对永磁同步电机的内部参数摄动和外部负载扰动,设计了扩展滑模扰动观测器。通过合理的参数配置,实现了控制系统全扰动的准确观测。随后,利用扰动估计值对控制器进行补偿,以提高系统的鲁棒性。最终,设计了基于DSP控制的永磁同步电机实物平台,对以上算法进行验证。由实验结果证明,本文提出的控制算法具有良好的实际效果。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM341;TP273

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本文编号：1200570