基于模糊滑模控制器的PMSM伺服系统
杨玉东,刘保连
(淮阴工学院电子信息工程系,淮安淮阴 223001)
摘 要:针对交流永磁同步电机伺服系统,采用龙贝格观测器观测负载转矩,通过带修正函数的控制规则自调整模糊滑模控制器的设计,有效消弱了变结构控制固有的抖动特性.仿真结果表明,该方案不仅具有良好的动态性能,而且对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性.
关键词:变结构控制;模糊控制;伺服系统;龙贝格观测器
中图分类号:TP271 文献标识码:A 文章编号: 1000-2162(2005)06-0040-04
现代交流伺服系统中,永磁同步电机(PMSM)以其优异的性能而广泛应用于工业自动化、数控机床、机器人、泵机及航空航天领域.由于PMSM是一个多变量、强耦合、非线性、变参数的复杂对象,因此采用常规的PID控制,抗干扰和抗参数摄动的鲁棒性不够理想,难以得到满意的动态性能.变结构控制与传统控制相比,控制规律简单,对系统数学模型的精确性要求不高,对于系统的不确定参数、参数变化以及外界扰动具有很强的鲁棒性[1].近年来在交流伺服系统控制领域中得到广泛应用.本文运用变结构控制理论、矢量控制方法并结合模糊控制,分析和设计了一种不依赖系统参数和外部干扰的控制器,很好的克服了系统的非线性、时变、强耦合等因素的不良影响,提高了系统的动、静态性能.
1 永磁同步电机数学模型的建立
图3给出了负载转矩为10NM,给定为幅值为3、周期为0. 4s,占空比为50%的方波情况下的系统跟踪响应曲线,系统上升时间不到0. 05s,且响应速度快,基本无抖振.
4 结 语
理论分析和仿真结果表明,负载扰动观测器结合带修正函数的控制规则自调整模糊滑模控制系统有效的削弱了滑模控制器的抖振,控制效果好、响应快、基本无超调,并且对电机参数变化和外部扰动不敏感,控制精度高、鲁棒性好,取得了令人满意的控制效果.
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