电工电气杂志社

基于改进指数趋近律和扰动观测器的PMSM滑模控制

来源：电工电气发布时间：2024-03-11 10:11 浏览次数：468

基于改进指数趋近律和扰动观测器的PMSM滑模控制

陈德海^1，2，赖正贵¹，李志远¹，李明¹，陈志文¹

(1 江西理工大学电气工程与自动化学院，江西赣州 341000；

2 中国科学院赣江创新研究院，江西赣州 341000)

摘要：为改善永磁同步电机速度环上传统滑模控制(SMC)中响应速度较慢、抖振较大等不足，提出了一种基于改进指数趋近律和滑模扰动观测器(SMDO)的滑模控制方案。采用连续函数代替符号函数并设计改进指数趋近律以提高系统响应速度，增加以观测误差为变量的滑模扰动观测器来强化系统抗扰能力，基于观测扰动与改进指数趋近律相结合的方法设计了改进的滑模控制器。通过 MATLAB/Simulink 搭建模型，结果表明改进的滑模速度控制配合滑模扰动观测器可以有效改善系统的鲁棒性和动态响应性能。

关键词： 永磁同步电机；滑模控制；趋近律；滑模扰动观测器

中图分类号：TM341 ；TM351 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2024)02-0008-07

PMSM Sliding Mode Control Based on Improved Exponential

Reaching Law and Disturbance Observer

CHEN De-hai^{1, 2}, LAI Zheng-gui¹, LI Zhi-yuan1, LI Ming¹, CHEN Zhi-wen¹

（1 School of Electrical Engineering and Automation, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, China;

2 Ganjiang Innovation Academy, Chinese Academy of Sciences, Ganzhou 341000, China）

Abstract: In order to improve the shortcomings of the traditional Sliding Mode Control (SMC) on the speed loop of Permanent Magnet Synchronous Motor(PMSM), such as slow response speed and large jitter, a sliding mode control scheme based on improved exponential reaching law and Sliding Mode Disturbance Observer (SMDO) was proposed. The continuous function is used to substitute the symbolic function, the exponential reaching law is designed to improve the response speed of the system, and the sliding mode disturbance observer with the observation error as the variable is added to strengthen the anti-interference ability of the system, based on the method of combining the observed perturbation and the improved exponential reaching law, an improved sliding mode controller was designed. Finally, the model is built by MATLAB/Simulink, and the results show that the improved sliding mode velocity control combined with the sliding mode disturbance observer can effectively improve the robustness and dynamic response performance of the system.

Key words: permanent magnet synchronous motor; sliding mode control; reaching law; sliding mode disturbance observer

参考文献

[1] 王新，候风艳. 基于改进的 PSO-BP 神经网络的无刷直流电机控制[J]. 电子测量技术，2017，40(2) ：10-14.

[2] SUN Diansheng, XU Mingqing.Speed and Rotor Position Identification of Permanent Magnet Synchronous Motor Based on ADRC [C]//International Symposium on Application of Materials Science and Energy Materials，2019.

[3] 刘杰，刘明芹. 基于模糊 PID 控制的永磁同步电机矢量控制研究[J] . 工业控制计算机，2022，35(1) ：152-154.

[4] 王艾萌，魏胜军. 基于改进型指数趋近率的永磁电机滑模控制研究[J] . 华北电力大学学报，2020，47(1) ：50-57.

[5] 宫海涛，徐驰，郑如霞，等. 基于新型趋近律的永磁直线同步电动机全局滑模控制[J] . 微特电机，2021，49(11) ：47-52.

[6] 张波，郭栋，王巍. 基于双幂次趋近率的混合励磁同步电机滑模控制[J] . 辽宁工业大学学报(自然科学版)，2019，39(3) ：150-172.

[7] 周杨，李祥飞，陈玄. 基于新型趋近律的永磁同步电机调速控制[J] . 电机与控制应用，2020，47(12) ：38-42.

[8] 赵峰，罗雯，高锋阳，等. 考虑滑模抖振和扰动补偿的永磁同步电机改进滑模控制[J] . 西安交通大学学报，2020，54(6) ：28-35.

[9] 谭光兴，苏荣键，岑满伟. 基于扰动观测器的 PMSM 滑模控制[J] . 组合机床与自动化加工技术，2022(4) ：11-14.

[10] 胡伟，耿亚珂. 改进滑模观测器的 BLDCM 无模型自适应控制[J] . 电子测量与仪器学报，2016，30(3) ：456-464.

[11] DENG Y T, LI H W, WANG J L, et al.Speed Control for PMSM Based on Predictive Functional Control and Disturbance Observer[J].Optics and Precision Engineering，2014，22(6) ：1598-1605.

[12] 陈瑛，刘军，姚仲安. 基于扰动观测器和新型非奇异快速终端的 PMSM 滑模控制[J]. 组合机床与自动化加工技术，2022(3) ：84-87.

[13] LIU Xudong, YU Haisheng.Continuous adaptive integral-type sliding mode control based on disturbance observer for PMSM drives[J].Nonlinear Dynamics，2021，104(2) ：1-13.

[14] WU D H, YANG D L, CHEN J B.Vector Control of Permanent Magnet Synchronous Motor Based on Sliding Mode Observer[J].Journal of System Simulation，2018，30(11) ：4256-4267.

[15] 殷海双，朱哲. 基于双 Luenberger 观测器的永磁同步电机预测控制研究[J] . 国外电子测量技术，2020，39(4) ：26-31.

返回索引列表

Article retrieval

文章检索

基于改进指数趋近律和扰动观测器的PMSM滑模控制