永磁同步电机滑模控制

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新型全局滑模控制在永磁同步电动机中的应用

ｂｓｏｄｓｓｍａｃｑａｔ．Ｓｄｇｍｅｖｒｌｓｕｔｅｃｎｒｔｒａａｓｂｅｉｉｃｎｙｉｈｉｄｕｔｏｙｔｔｕｉ，ｇｅｉｌｙｌｉｏａｉｅｔｃｒｏｔｌｉｅｈｓｌｅｎｓｎａｔｉｔ．ｉｎｄｂａｒｕｏｊｔｏｇｆｌｎｂｅｉ
Ｋｅｒｓａｉｂｅｉｔｇａｉｎｔｐａｎｓｔｈ；ｇｏａｌｉｇｍｏｅｃｎｒｌｅｍａｅｔｍａｎｔｓｎｙｗｏｄ：ｖｒａｌｎｅｒｔ－ｙｅｇｉ￣ｃｏｌｂｌｓｄｎｄｏｔｏ；ｐｒｎｎｇｅｙ・ｉ
ＰＳＭＭ无位置传感器调速系统，提高了速度观测器的精度。文献［］Ｓ６将ＭＣ应用于ＰＭ的直ＭＳ接转矩控制，并采用变指数趋近率，改善了转矩和磁链脉动大的问题，滑模变结构的抖振也得到了
明显抑制。
传统滑模变结构系统的响应包括趋近模态和滑动模态两部分，该类系统对系统参数的不确定
动等不确定因素的影响，在一些精度要求较高的场合，传统ＰＤ很难达到系统的要求¨ 。滑模变ＩＪ
结构控制（ＭＣ的引人很好地解决了这些问题，Ｓ）
性和外部扰动的鲁棒性仅存在于滑动模态阶段，
系统的动力学特性在响应的全过程并不具有鲁棒
它是对非线性、不确定性系统的一种有效的综合方法，对系统的参数摄动和外干扰的鲁棒性非常强，且结构简单、响应速度快。近年来，内、研国外
ＨＵＱａｇｈｉＨｉ－ｎｉ￣－ｕ，ＵＱｎｅｇｆ

永磁同步电机快速高阶终端滑模控制

（ＮｉｎｇｈａｉＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙ，ＳｔａｔｅＮｅｔｗｏｒｋＺｈｅｊｉａｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，
迫轧与控制应用２０１６，４３（１２）
控制与应用技术ＥＡ
永磁同步电机快速高阶终端滑模控制木
童灵华（国网浙江省电力公司宁海县供电公司，浙江宁海摘Leabharlann ３１５６００）
要：为了提高永磁同步电机（ＰＭＳＭ）调速系统的抗扰动能力，提出了一种基于改进趋近律的快速高
阶终端滑模速度控制器。与常规的指数趋近律不同，改进的趋近律能够根据系统状态距离平衡点的远近自适应地调节趋近速度，从而实现在提高趋近速度的同时消除系统抖振。应用该方法设计了一种ＰＭＳＭ调速系统的高阶非奇异终端滑模速度控制器。仿真及试验结果表明，与传统的ＰＩ控制器相比，该算法提高了系统的鲁
Ｈｉｇｈ・ＯｒｄｅｒＴｅｒｍｉｎａｌＳｌｉｄｉｎｇＭｏｄｅＣｏｎｔｒｏｌｆｏｒＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＭｏｔｏｒ
ＴＯＮＧＬｉｎｇｈｕａ
ｓｌｉｄｉｎｇｍｏｄｅｃｏｎｔｒｏｌ
０引言
永磁同步电机（ＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ

永磁同步电动机滑模控制仿真

ｃｎｒｌａｄｗｅｋｅｈｅｓｉｉｇｎｏｈｔｅｎａｄｔｅｅｐｎｎｔａａｅｒａｈｉａｓｉｎｄａｉｂｌｔｕｃｕｅｏｔｏｎａｎｔｌｄｎｌｄｅｃａｔｒｇ，ｎｈｅｎｗｘｏｅｉｌｒｔｅｃｎｇｌｗｌｄｉｇｍｏｅｖｒａｅｓｒｔｒｉ
１永磁同步电动机矢量控制模型
１１永磁同步电动机的数学模型．
在ｄｑ坐标系中，磁同步电动机（。的－永Ｌ＝Ｌ）
数学模型可表示：
模
控制仿真
全滑模轨迹控制，然提高了系统的精度及鲁棒性，虽
０引言
随着实际生产对控制系统的响应速度、超调量、
但会使系统变得复杂。文献［— ］４５在永磁同步电动机控制系统中分别利用神经网络在线估计滑模增益
及多滑模面设计的方法来削弱滑模抖振，而系统然参数设计过多，系统运算变得复杂。文献［ — ］使６７利用引入积分补偿和扰动观测器环节，效地抑制有了永磁同步电动机调速系统产生稳态误差和固有的抖振现象。本文在研究变指数趋近律滑模控制器的基础上，利用位置信号误差和滑模增益之间的非线性关系来设计滑模增益，针对基于新型滑模增益的永并磁同步电动机滑模变结构矢量控制系统进行了建模、真研究。仿

永磁同步电机的控制方法

永磁同步电机的控制方法
永磁同步电机的控制方法通常有以下几种:
1. 矢量控制：通过对永磁同步电机的电流和转子位置进行精确控制，实现精准的转速和转矩控制。

控制系统中包含了速度闭环和电流闭环控制，能够实现较高的响应速度和稳定性。

2. 直接转矩控制(DTC)：在矢量控制的基础上，直接对电机转矩进行控制，通过实时监测电机状态和转矩需求，调整电机相电流和振幅，从而实现转矩控制和动态响应调节，避免了传统的速度环节和PI控制器，提高了系统的动态性能。

3. 感应机同步转矩控制(ISDT)：利用感应机的电流矢量和同步电机之间的转子位置误差，实现对同步电机的转矩控制。

通过对比感应机和同步电机电磁转矩的误差，并根据误差进行调节，以实现精确转矩控制。

4. 滑模控制：利用滑模控制器，通过对滑动面进行设计，将同步电机的速度和位置误差纳入控制范围，实现速度闭环控制和稳定控制。

滑模控制方法具有较强的鲁棒性和快速响应特性，适用于对永磁同步电机的高性能控制要求。

5. 直接自适应控制(Direct Adaptive Control，DAC)：基于模型引导技术，根据电机特性建立适应器模型，通过实时修正控制器参数，使得控制器能够自适应地处理电机的变化和非线性特性，以实现精准控制。

永磁同步电机转速快速动态滑模控制

ＰＭ控制，献［］究了ＰＳ转速的自校ＭＳ文５研ＭＭ正控制，文献［－］计了模糊滑模控制器来对电６７设机进行控制，献［］文８通过非线性Ｂｃｓｐｉｇ方ａｋｔｐｎｅ法对ＰＭ转速进行控制。ＭＳ滑模变结构控制因其对参数变化和外部扰动
ＰｅｍａｅａｎｔＳｎｃｒｎｕｓＭｏｏｒｎｎｔＭｇｅｙｈｏｏｔｒ
ＦＡＮＧｉｎ，ＭＵｎＹｍｉｇＢｅ，ＺＨＡＮＧｏｇｃａ，ＹｎｈｏＹＵａＸｉｏ
（．ＮｔｎｌｎｉｅｒｇＲｓａｃｅｔｒｏｑｉｍｎａｄＴｃｎｌｙｏｏｄＳｒｏｌｇ１ａｉａＥｇｎｅｎｅｅｒｈＣｎｅｒｕｐｅｔｎｅｈｏｇｆｌｔｐＲｌｎ，ｏｉｆＥｏＣｉｉ
Ｑｎｕｎｄｏ０６０Ｃｉａ２ｅａｆｎｕｔａＣｍｕｅｏｔｌｎｉｅｒｇｏＨｂｉｉｈａｇａ６０４，ｈｎ；．ＫｙＬｂｏｄｓｉｏｐｔＣｎｒｇｎｅｎｆｅｅＩｒｌｒｏＥｉ
Ｐｏｉｃ，ａｓａｎｖｒｔ，Ｑｎｕｎｄｏ０６０Ｃｉ）ｒｖｅＹｎｈｎＵｉｅｓｙｉｈａｇａ６０４，ｈｎｎｉａ
的不敏感，越来越得到大家的广泛关注。但是，滑
模控制本质上存在高频抖振现象，对这一情况，针
２ＰＭ速度控制系统的快速动态ＭＳ滑模控制器设计

终端滑模控制器设计在永磁同步电动机中的应用

终端滑模控制器设计在永磁同步电动机中的应用终端滑模控制器是一种常用的控制器，它具有快速响应、鲁棒性强等优点，在永磁同步电动机中的应用也越来越广泛。

永磁同步电动机是一种高效率、高功率密度的电机，具有响应快、效率高等优点，因此在工业生产中得到了广泛应用。

然而，永磁同步电动机的控制难度较大，需要采用高级控制算法来实现精确控制。

终端滑模控制器是一种基于滑模控制的控制器，它通过引入一个终端项来消除滑模控制器的终端震荡问题，从而实现更加稳定的控制。

在永磁同步电动机中，终端滑模控制器可以实现对电机转速、电流等参数的精确控制，从而提高电机的效率和性能。

终端滑模控制器的设计需要考虑多个因素，包括电机模型、控制策略、控制参数等。

首先，需要建立永磁同步电动机的数学模型，包括电机的动态方程、电流方程等。

然后，根据控制目标和要求选择合适的控制策略，例如基于位置控制、速度控制或电流控制等。

最后，通过调整控制参数来实现对电机的精确控制。

终端滑模控制器在永磁同步电动机中的应用具有多个优点。

首先，它可以实现对电机的精确控制，从而提高电机的效率和性能。

其次，它具有快速响应、鲁棒性强等优点，可以适应不同的工作环境和负载变化。

此外，终端滑模控制器还可以实现对电机的故障检测和诊断，从而提高电机的可靠性和安全性。

总之，终端滑模控制器是一种在永磁同步电动机中广泛应用的控制器，它具有快速响应、鲁棒性强等优点，可以实现对电机的精确控制，提高电机的效率和性能。

在未来，随着永磁同步电动机的应用越来越广泛，终端滑模控制器的应用也将得到更加广泛的推广和应用。

基于滑模变结构方法的永磁同步电机控制问题研究及应用

基于滑模变结构方法的永磁同步电机控制问题研究及应用一、本文概述本文旨在探讨和研究基于滑模变结构方法的永磁同步电机（PMSM）控制问题，以及该方法在实际应用中的可行性。

滑模变结构控制作为一种非线性控制策略，因其对系统参数摄动和外部干扰的强鲁棒性，被广泛应用于各种控制系统中。

永磁同步电机作为一种高性能电机，在工业、交通、能源等领域有着广泛的应用。

因此，研究基于滑模变结构方法的永磁同步电机控制问题，不仅具有理论价值，而且具有实际意义。

本文将首先介绍永磁同步电机的基本结构和工作原理，分析其在控制过程中面临的主要问题和挑战。

然后，详细阐述滑模变结构控制的基本原理和实现方法，包括滑模面的设计、控制律的构造以及滑模运动的稳定性分析等。

接着，将滑模变结构控制方法应用于永磁同步电机的控制系统中，构建相应的控制系统模型，并进行仿真分析和实验研究。

在仿真分析和实验研究中，我们将对比传统的控制方法和基于滑模变结构方法的控制效果，评估滑模变结构控制在永磁同步电机控制系统中的性能表现。

我们还将探讨如何优化滑模变结构控制方法，以进一步提高永磁同步电机的控制精度和动态响应性能。

本文将总结滑模变结构方法在永磁同步电机控制中的应用效果和经验教训，展望未来的研究方向和应用前景。

通过本文的研究，希望能够为永磁同步电机的控制问题提供一种新的解决方案，推动永磁同步电机控制技术的发展和应用。

二、永磁同步电机及滑模变结构控制基本原理永磁同步电机（PMSM）是一种将电能转化为机械能的装置，具有高效、高功率密度和良好调速性能等优点，因此在许多领域得到广泛应用。

PMSM的控制核心在于如何精确控制其电磁转矩，以实现快速、稳定的转速和位置控制。

滑模变结构控制（Sliding Mode Control, SMC）是一种非线性控制方法，具有对参数摄动和外部干扰的强鲁棒性，因此在PMSM控制中得到了广泛关注。

滑模变结构控制的基本原理是通过设计一个滑模面，使得系统状态在滑模面上做高频小幅度运动，即所谓的“滑动模态”。

基于固定开关频率的永磁同步电机滑模控制

bandwidth，so the switching frequency could be controlled. The discrete digital controller reduces the performance of
the hysteresis comparator，that is，it is difficult to accurately adjust the switching frequency with the previous step.
FOC 方案，控制器性能对电机参数的灵敏度较
滑模观测器用于实现无速度传感器控制。但是，
பைடு நூலகம்高。
基于 d-q 参考坐标系中设计的一阶 SMC 将导致
［6］
［7］
基金项目：
河南省科技厅科技攻关项目（172102210114）
作者简介：
饶美丽（1984-），
女，
硕士，
讲师，
Email：
1724651829@
Key words: permanent magnet synchronous machine；
sliding mode control；hysteresis comparator；
fixed switching
frequency
与其他交流电机相比，PMSM 有其固有的优
SMC 控制是一种先进的非线性控制方案，其
ELECTRIC DRIVE 2019 Vol.49 No.6
电气传动 2019 年第 49 卷第 6 期
基于固定开关频率的永磁同步电机滑模控制
饶美丽 1，
徐增勇 2
（1. 郑州科技学院电气工程学院，
河南郑州 450064；

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永磁同步电机滑模控制
永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）是一种高效、高精度的交流电机，广泛应用于工业控制、电动汽车、家用电器等领域。

滑模控制（Sliding Mode Control，SMC）是一种非线性控制方法，具有响应速度快、鲁棒性好等优点，适用于永磁同步电机的控制。

滑模控制的基本思想是通过设计一个滑模面，使得系统的状态在滑模面上运动时，系统的输出能够快速地收敛到期望的状态。

在永磁同步电机的控制中，滑模控制通常用于速度控制或位置控制。

永磁同步电机滑模控制的基本步骤如下：
1. 建立永磁同步电机的数学模型：包括电机的电压方程、电流方程、转矩方程等。

2. 设计滑模面：根据控制目标，选择合适的滑模面，通常选择电机的速度或位置作为滑模面。

3. 设计滑模控制器：根据滑模面的设计，选择合适的滑模控制器，使得系统的状态能够快速地收敛到滑模面上。

4. 稳定性分析：对滑模控制器进行稳定性分析，确保系统在滑模面上运动时是稳定的。

5. 系统实现：将滑模控制器应用到实际的永磁同步电机控制系统中，进行实验验证和调试。

要注意的是，永磁同步电机滑模控制是一种复杂的控制方法，需要深入了解电机的数学模型和滑模控制的理论基础。

同时，在实际应用中，还需要考虑系统的参数不确定性、干扰等因素，对滑模控制器进行适当的改进和优化。