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基于自抗扰控制器的PMSM矢量控制系统设计与实现

作者:时间:2011-12-01来源:网络收藏

永磁同步电机(Permanent Magner Synchronous Machine)具有功率密度高、体积小、效率高、惯量小等优点,广泛应用于数控机床领域[1]。然而是一个非线性、强耦合、参数摄动的多变量系统,对于外界扰动以及系统参数变化比较敏感,因此对于要求较高,既要具有高性能的软硬件结构,又要具有高性能的控制策略和控制算法[2]。
 为了提高控制性能, 国内外学者展开了广泛研究。参考文献[3]提出一种状态观测和反馈的控制策略, 参考文献[4]提出一种自抗扰的控制策略,这些方法具有良好的动静态性能,却未考虑电流环中耦合非线性因素的影响,无法从根本上解决非线性问题;参考文献[5]提出一种模糊自适应PID及干扰观测器的三环控制策略,但是这种方法算法较复杂,实时性较差。
 本文提出并了一种基于自抗扰[6-7](ADRC)的PMSM。首先基于ADRC的,实时观测出由系统内部非线性因素以及外部扰动引起的“内外扰动”并进行补偿,从而精确控制。其次自行研制了基于DSP的多轴运动控制卡,并在此基础上了基于ADRC的。仿真及实验结果表明,系统具有良好的动态性能及鲁棒性,能够快速加工出符合要求的模型。
1 ADRC数学模型
 自抗扰控制器是一种基于误差反馈的新型控制器,主要由非线性跟踪微分器(NTD)、扩张状态观测器(ESO)、非线性误差反馈(NLSEF)三部分组成,对于形如式(1)的非线性不确定对象具有良好的控制效果。

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