基于积分反步控制的永磁同步电动机鲁棒无速度传感器矢量调速系统的研究.pdfVIP

基于积分反步控制的永磁同步电动机鲁棒无速度传感器矢 量调速系统的研究1 1 1 1 王礼鹏 张化光刘秀翀 1. 东北大学 信息科学与工程学院, 沈阳 110819 E-mail: wanglipeng302@ 摘 要：基于永磁同步电动机（PMSM ）的数学模型，设计了由积分反步控制和滑模变结构模 型参考自适应系统组成的鲁棒无速度传感器矢量控制系统。其中带有积分作用反步控制作为矢 量系统的速度和电流控制器，实现给定速度和电流的无静差跟踪； 而滑模变结构模型参考自适 应系统作为速度辨识器估计电机的实际速度。 通过 Lyapunov 定理证明了所设计的速度控制器 和辨识器的稳定性。仿真结果证明了该方法有很强的鲁棒性。 关键词：永磁同步电动机，积分反步，变结构模型参考自适应系统，无速度传感器 Robust sensorless of Backstepping controlled PMSM based on Field-oriented theory 1 1 1 Wang Lipeng Zhang Huaguang Liu Xiuchong 1. School of Information Science and Technology, Northeastern University, Shenyang, 110819 Abstract: Robust control scheme composing of a backstepping controller with integral and a sliding mode variable structure MRAS was presented for the vector controlled PMSM in this paper. Backstepping control with integral action was employed as the speed and current controllers for PMSM. Besides, sliding mode variable structure MRAS was taken to estimate speed/position of the drive system. The stability of the speed controller and estimator was proven by Lyapunov theorem. Matlab simulation results have proven the robustness of the designed method. Key words: PMSM, Backstepping controller with integral, Sliding mode variable structure MRAS. 1. 引言 永磁同步电机（PMSM ）具有体积小、功率因数高、转动惯量低等优点，从而引起了从 事电机及其驱动系统技术研究的学者和研究人员的广泛关注和重视。 由于永磁同步电动机 的控制受电机参数变化、负载扰动等不确定性的影响。因此，许多新型控制理论已应用于该 领域，如反步控制、模糊控制、神经网络控制等方法[1-5]。其中模糊控制具有很好的控制性 能，然而模糊控制规则表的确定比较困难；神经网络控制由于复杂的计算而应用受到了限制。 本文采用了带有积分作用的反步控制方法作为永磁同步电动机矢量系统的速度和电流控制 器，由于在反步控制中加入了积分作用，使得该方法对于外部负载扰动有很强的鲁棒性。 此外，永磁同步电动机的调速系统需要转子的位置信息，而位置或速度传感器的安装增 加了成本和转轴的惯量，影响了系统的动静态性能。因此，利用电机绕组中的有关信号