基于二阶滑模观测器的永磁同步电动机伺服控制
皇甫宜耿,刘卫国,马瑞卿
(西北工业大学,陕西西安710072)
摘 要:针对永磁同步电动机设计了一种二阶滑模观测器, Super-Twisting算法被用于在动态观测系统中产生二阶滑模状态。采用二阶滑模观测器的优点是可以避免普通一阶滑模技术中的抖动问题,而抖动现象是普通滑模技术所固有的,该方法对永磁同步电动机的控制效果通过Matlab/Simulink进行了仿真实验。
关键词:二阶滑模;观测器;永磁同步电动机
中图分类号: TM 341 文献标识码:A 文章编号: 1004-7018(2008)11-0032-03
引 言
永磁同步电动机具有结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高的特点,与直流电动机相比,它没有直流电动机的换向器和电刷等由此带来的缺点。
与异步电动机相比,它由于不需要无功励磁电流,因而效率高,功率因数高,力矩惯量比大,定子电流和定子电阻损耗减小,且转子参数可测,控制性能好。然而,同步电动机对环境有非常严格的要求,例如温度、机械振动以及高速运行时的弱磁现象等带来的电动机控制问题,因此克服永磁同步电动机参数变化和不确定因素的影响,实现高性能控制,具有实际研究意义。
由于滑模观测器具有结构简单、对外界干扰和参数摄动具有很强的鲁棒性等许多优点[1],近年来受到国外研究者的普遍重视。然而,滑模控制由于采用离散控制律,因此抖颤是存在的主要问题,通常低通滤波器被用于减小抖振问题,却带来了延时;本文采用高阶滑模对系统进行状态观测控制,从而减小由于系统高频离散控制带来的抖颤,利用Luen-berger观测器输出反馈误差注入加快收敛速度。
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