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非线性 PlD控制在 PMSM速度控制中的应用 非线性 PID控制在 PMSM速度控制中的应用 Application ofNonlinearPID inPM SM SpeedControl 朱 磊 吴志红 (1同济大学 中德 学院，上海 200092；2同学大学 汽车学院，上海 201800) 摘 要：为了设计永磁 同步电机 的高性能速度控制器，提出了一种非线性PID的速度控制器设计方法 。 基于永磁同步 电机的数学模型，以速度跟踪为 目标 ，针对普通 PID控制系统性能受参数变化及各种不确定影 响严重等缺点，在基本算法控制基础上，在速度控制器中引入了非线性算法，将该算法应用于永磁 同步电机 (PMSM)速度控制中。Matlab仿真结果表明，由该算法构成的非线性PID控制使系统能够快速地跟踪给定速 度命令值，保证系统的性能及其稳定性，系统具有 良好的稳态精度和动态性能。 关键词 ：永磁同步电机 矢量控制 非线性 PID DoI：10．3969／j．issn．1007—080x．2013．07．012 Abstract：TodesignahighperformancespeedservocontrollerforPMSM ，amethodbasedonnonlinearP1D is proposed．BasedonthemathematicalmodelofPMSM ，andofrthepurposeofspeedtracking，aimingthatthecontrol performanceofthesystemswithgeneralPID controllerissignificantlyinfluencedbyvariousuncertaintiesoftheplant andunpredictableplantparametervariations，a new classofnonlinearPID controllerwasproposed based onthe generalmodelalgorithmiccontro1．The nonlinearPID controllerwasapplied tothe speed controlofPMSM．The simulationresultsbyusingMatlabshow thatthecontrollerbasedonnonlinearPID isrobustandhasgoodsteadystate accuracyanddynamicperformance． Keywords：PMSM vectorcontrol nonlinear PID 0 引 言 强的抗参数摄动和抗干扰能力，但却无法消除抖动问 目前 ，永磁 同步电机 (PMSM)在工业界得到 了广 题 ；文献[2]提 出的 “单神经元 自适应 PID控制”，主 泛的应用 ，在交流传动系统中广泛使用的PID控制已 要是在忽略交流永磁 同步电机 的非线性因素的情况 成为交流传动领域的重要技术 ；但其缺点是不能有效 下，采用线性控制策略控制交流永磁 同步 电机 ，在一 克服负载、模型参数的大范围变化及其非线性因素的 定程度上对负载扰动具有鲁棒性，但在很多情况下仍 影响。交流电机控制系统是多变量、非线性、强耦合 不能达到理想的暂态性能。本文在传统矢量控制的 的时变系统，所 以在采用常规 的 PID电机控制方法 基础上对速度控制器采用 了非线性 PID控制。非线 时，系统常因电机参数变化和负载波动等因素造成系 性 PID控制可以有效适应系统的不确定性和非线性。 统的鲁棒性较差。文献 [1]滑‘‘膜模糊”虽然具有较 非线性PI控制器相比固定参数的PI控制器具有超调 作者简介 ：朱 磊 1987年生 ，女 ，硕士研 究生。研 究方 向为电动汽车电机驱动控制。 吴志红 1961年生 ，博士，教授。主要研究方 向为控制器与嵌入式系统、电力电子与 电机传动 。 62 机 电一体化 I2013．7 Application．Communicationl嬲瞄—圈圈 小、收敛快、抗干扰能力强等优点，进而保证了系统的 篙s(T