基于滑模控制器的永磁同步电机矢量控制系统研究

近年来,随着电力电子技术、微电子技术、新型电机控制理论和稀土永磁材料的快速发展,永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)以其体积小,损耗低,效率高等优点,在电机控制、节能环保等领域等到迅速的推广应用。传统的转速环、电流环双环永磁同步电机矢量控制系统往往采用PI控制器。但是PI调节器只是个线性的控制器,而永磁同步电机控制系统是一个非线性的系统,所以对于高要求的场合,传统的PI控制器就无能为力。滑模控制是一种非线性的控制方法,用滑模控制器代替PI器,可以得到更好的系统性能。本文在分析永磁同步电机矢量控制的前提下,在simulink中对传统的PI控制系统进行了仿真研究,重点讨论分析了负载突变时PI控制器的调节性能。针对PI控制器响应时间较长,抗负载扰动较差等不足,系统引入了滑模控制方法,提出了一种积分型滑模控制器方案,仿真结果表明相对于PI控制器方案,系统在快速性,抗负载扰动性能方面得到了提高。针对滑模控制中的抖振问题,本文还给出了2种变增益的改进方案,同时还将符号函数用一种指数函数代替,仿真结果表明改进的方案在减小抖振和抗干扰两方面有了提高,系统有良好的鲁棒性和快速性。