基于自抗擾控制器的永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、永磁同步電機(jī)（Permanent Magnet Synchronous Machine，簡(jiǎn)稱PMSM）具有功率因數(shù)高、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格合適等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，但PMSM也是一個(gè)非線性、參數(shù)攝動(dòng)、強(qiáng)耦合的多變量系統(tǒng)，對(duì)控制算法要求較高。然而，現(xiàn)代控制算法的控制性能往往過多依賴于精確的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)典控制算法又難以獲得很高的伺服性能。作為一種新型的非線性控制器，自抗擾控制技術(shù)(ActiveDisturbance Reject

2、ion Control，簡(jiǎn)稱ADRC)既綜合了經(jīng)典PID控制器的優(yōu)點(diǎn)，又融入了現(xiàn)代控制理論的設(shè)計(jì)方法。本文針對(duì)PMSM矢量控制系統(tǒng)的抗擾性能和控制精度問題，將ADRC應(yīng)用于永磁同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)，有效地提高了伺服系統(tǒng)性能。
　　本文首先基于矢量坐標(biāo)變換與電壓空間矢量的定義，建立了永磁同步電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系、兩相靜止坐標(biāo)系和兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。在磁場(chǎng)定向控制策略下，以id=O作為轉(zhuǎn)矩電流和勵(lì)磁電流的控制方式，搭建了速度、

3、電流雙閉環(huán)PMSM矢量控制系統(tǒng)仿真模型，為ADRC控制器與PI控制器提供仿真平臺(tái)。
　　然后，引出ADRC技術(shù)，以克服PID控制中快速性與超調(diào)量之間的矛盾，解決抗擾能力不足和控制精度不高這些問題。通過介紹ADRC控制器的組成結(jié)構(gòu)和工作原理以及理論分析與仿真佐證，從理論的角度說明了ADRC可以提高PMSM控制系統(tǒng)性能的可行性，為后面的計(jì)算機(jī)仿真打下基礎(chǔ)。
　　此后，為驗(yàn)證ADRC控制系統(tǒng)無超調(diào)控制、抗擾能力強(qiáng)和控制精度高的特征

4、，本文在MATLAB\Simulink環(huán)境下將ADRC和PI控制器分別應(yīng)用于PMSM交流調(diào)速系統(tǒng)，并進(jìn)行了空載啟動(dòng)，帶載啟動(dòng)，突然加、減常值負(fù)載，加減速、正反轉(zhuǎn)和突加隨機(jī)負(fù)載擾動(dòng)的實(shí)驗(yàn)。仿真結(jié)果表明:在ADRC控制系統(tǒng)中，擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器起到了準(zhǔn)確觀測(cè)系統(tǒng)擾動(dòng)的作用，并通過擾動(dòng)補(bǔ)償環(huán)節(jié)有效減小了擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響。與PI控制系統(tǒng)相比，基于ADRC算法的PMSM調(diào)速系統(tǒng)的速度響應(yīng)不僅具有更佳的抗擾性能和更高的控制精度，而且在無超調(diào)的前提下實(shí)現(xiàn)