基于干扰观测器的永磁同步电机反推控制
本文关键词:基于干扰观测器的永磁同步电机反推控制 出处:《电子测量与仪器学报》2017年09期 论文类型:期刊论文
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【摘要】:为了改善具有外源干扰的永磁同步电机(PMSM)调速控制系统的控制性能,提出一种基于干扰观测器(DOB)的反推控制调速策略。首先,针对来源于PMSM外部系统的动态干扰,利用系统状态变量构造干扰观测器,并将DOB的设计问题转化为系统误差的稳定性问题。进一步,利用Lyapunov稳定性理论,获得基于线性矩阵不等式的DOB的存在条件和设计方法。然后,在实时重构干扰的基础上,采用反推控制策略来设计系统控制器,使系统具有良好的速度跟踪、转矩响应及干扰抑制性能。最后,通过MATLAB仿真和实验验证系统设计的有效性和可行性。仿真表明,与传统的PID控制相比,当设定速度为500 r/min,电机起动直至达到稳定状态所需时间从0.025缩短为0.008 s,转速峰值从680降至520 r/min。通过基于DSP的实验测试表明,所提出的控制策略响应速度快、超调量小、稳态精度高,能够有效抑制负载干扰。
[Abstract]:In order to improve the control performance of PMSM (permanent Magnet synchronous Motor) speed control system with external interference, a backstepping control strategy based on disturbance observer (DOB) is proposed. Aiming at the dynamic disturbance from PMSM external system, the disturbance observer is constructed by using system state variables, and the design problem of DOB is transformed into the stability of system error. By using Lyapunov stability theory, the existence condition and design method of DOB based on linear matrix inequality are obtained. Then, on the basis of real-time reconstruction interference. The backstepping control strategy is used to design the system controller, which makes the system have good performance of speed tracking, torque response and interference suppression. The effectiveness and feasibility of the system design are verified by MATLAB simulation and experiment. The simulation results show that compared with the traditional PID control, the set speed is 500rpm / min. The time required to start the motor to reach the stable state is shortened from 0.025 to 0.008 s, and the peak speed of the motor is reduced from 680 to 520rr / min. The proposed control strategy has the advantages of fast response, small overshoot and high steady-state precision, which can effectively suppress the load interference.
【作者单位】: 湘潭大学信息工程学院;湖南大学电气工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(61573298) 湖南省教育厅优秀青年项目(15B238)资助
【分类号】:TM341;TP273
【正文快照】: 0引言永磁同步电机[1-3](permanent magnet synchronousmotor,PMSM)由于转矩密度高、转动惯量小、可靠性强、控制灵活等优点而广泛应用于伺服控制系统中。由于PMSM本身是一个变参数、强耦合的非线性系统,因此常规的控制方法难以兼顾系统的快速性、高准确性及鲁棒性。为了克服
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