PMSM運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中非線性控制策略的研究.pdf

1、交流運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)因矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的應(yīng)用而具有了與直流運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)相媲美的動(dòng)靜態(tài)性能，特別是以PMSM為核心的交流控制系統(tǒng)在高性能領(lǐng)域的優(yōu)秀表現(xiàn)，更加快了交流取代直流的步伐。由于交流電動(dòng)機(jī)是一類具有多變量、強(qiáng)耦合、非線性特點(diǎn)的復(fù)雜的控制對(duì)象，這就決定了其控制的復(fù)雜性。顯然，傳統(tǒng)的線性控制方法處理此類非線性對(duì)象，其能力是有限的，因此有必要研究利用非線性控制方法對(duì)交流電機(jī)加以控制，以求進(jìn)一步提高交流控制系統(tǒng)的性能。 本文所

2、研究的非線性控制策略主要包括：精確反饋線性化、滑模變結(jié)構(gòu)控制、自適應(yīng)反步法(Backstepping)。精確反饋線性化方法基于微分幾何理論，與以往在某一特定點(diǎn)進(jìn)行線性化不同，它是全局意義的線性化。通過精確反饋線性化得到PMSM電機(jī)的輸入輸出解耦模型，在此基礎(chǔ)上采用極點(diǎn)配置完成控制器的設(shè)計(jì)，仿真結(jié)果表明電機(jī)能夠以低速、中速及額定轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行，而且系統(tǒng)具有一定的抗負(fù)載擾動(dòng)性能。精確線性化很好的解決了非線性模型的線性化問題，但是，它對(duì)電機(jī)模型

3、及參數(shù)準(zhǔn)確性的過分依賴限制了控制器的應(yīng)用范圍。 滑模變結(jié)構(gòu)控制以其對(duì)參數(shù)攝動(dòng)和系統(tǒng)擾動(dòng)的完全不變性，自20世紀(jì)50年代誕生以來取得了廣泛的應(yīng)用?；？刂谱畲蟮娜秉c(diǎn)是抖振(Chattering)，文中提出了一種基于扇形邊界層的滑?？刂品椒?，很好地解決了抖振問題，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，穩(wěn)態(tài)誤差小，控制系統(tǒng)性能良好。 自適應(yīng)反步法應(yīng)用在PMSM位置伺服系統(tǒng)中，可以處理匹配或非匹配不確定干擾。文中研究了電機(jī)參數(shù)發(fā)生變化、負(fù)載出現(xiàn)擾動(dòng)情

4、況下，通過設(shè)計(jì)參數(shù)變化的自適應(yīng)律從而對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，保證了系統(tǒng)具有良好的自適應(yīng)性和魯棒性。除此之外，在反步設(shè)計(jì)過程中控制律中引入積分項(xiàng)，利用積分作用可以消除靜差的特點(diǎn)，也能很好地解決此類參數(shù)變化和擾動(dòng)問題。兩種方法均能保證系統(tǒng)的準(zhǔn)確跟蹤，但前者計(jì)算量大，調(diào)整時(shí)間較長，而后者在一定程度上延緩了系統(tǒng)的響應(yīng)。 人工智能控制不依賴于對(duì)象的精確模型，具有很強(qiáng)的魯棒性和自適應(yīng)性。鑒于此，本文在PMSM調(diào)速系統(tǒng)的速度控制中采用了模糊控制器，在P