基于滑膜速度控制器的PMSM的矢量控制

lichengwan

导读：目前，三相永磁交流调速矢量控制系统中的速度控制器普遍采用传统的Pl调节器，其算法具有简单、可靠性高及参数整定方便等优点。 然而，正如前文所述，三相PMSM 是一个非线性、强耦合的多变量系统，当控制系统受到外界扰动的影响或电机内部参数发生变化时，传统的 PI控制方法并不能满足实际的要求。 因此，为了提高三相 PMSM 调速系统的动态品质，利用滑模控制(Sliding Mode Control, SMC)对扰动与参数不敏感、响应速度快等优点，本文将介绍一种滑模速度控制器的设计方法。

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一、滑模控制的基本原理滑模控制是变结构控制系统的一种控制策略。 这种控制策略与常规控制的根本 区别在千控制的不连续性，即一种使系统结构随时间变化的开关特性。 这种特性可 以使系统在一定条件下沿规定的状态轨迹作小幅、高频率的上下运动，这就是所谓的＂滑动模态”。这种滑动模态是可以设计的，并且与系统的参数和扰动无关。 因此，处千滑动模态的系统具有很好的鲁棒性。1.1滑模速度控制器的设计







二、仿真搭建



图1滑模速度控制器设计



图2基于滑模速度控制器的PMSM矢量控制系统仿真
变定子电阻（+200%）且电机转速为150r/min，与PI控制的PMSM矢量控制进行比较，看基于滑模速度控制器的PMSM矢量控制系统的鲁棒性是否更好


图a PI控制



图b基于滑模控制的图3 转矩电流iq和励磁电流id波形对比从图3可知：基于滑模控制的参数鲁棒性要比基于PI控制的要好一些。


图4基于滑模控制的三相电流仿真波形



图5 基于滑模控制的转矩波形三、总结
值得说的是，本文只是以基于趋近律方法的滑模控制为例，设计了一种常规的 滑模速度控制器并进行了仿真验证，仿真结果并不是最优的，有兴趣的读者可以查阅 相关参考文献，研究更为先进的滑模控制算法，并将其应用在PMSM矢量控制系统以提高系统的动态品质。