永磁同步电机伺服系统：混合鲁棒方差控制策略

"这篇论文是2013年由吴春和齐蓉发表在《电机与控制学报》上的，主题是永磁同步电机伺服系统的混合鲁棒方差控制。研究目的是改进传统H∞鲁棒控制方法，提升系统动态性能和稳态精度。作者构建了考虑参数摄动和外部干扰的不确定线性模型，并设计了一种融合状态反馈鲁棒方差控制器与干扰状态观测器的混合控制器。实验证明，这种混合控制策略在面对参数变化和负载扰动时能提供快速动态响应，同时显著提高稳态精度。" 正文: 本文关注的是永磁同步电机（PMSM）伺服系统的控制策略，特别讨论了如何克服传统H∞鲁棒控制方法的局限性。H∞鲁棒控制是一种确保系统在各种不确定性条件下仍能保持稳定性的控制理论，但通常忽视了系统动态行为和稳态精度的优化。作者针对这个问题，将H∞鲁棒控制理论应用于PMSM伺服系统，旨在改善其在实际运行中的性能。 首先，论文建立了一个在参数摄动和存在外部干扰情况下的PMSM伺服系统的不确定线性模型。参数摄动可能来源于电机的各种内部因素，如温度变化、制造公差等，而外部干扰可能包括负载变化和其他环境因素。这样的模型更贴近实际工作场景，能够更好地反映系统的动态特性。 接下来，设计的混合鲁棒方差控制器结合了状态反馈鲁棒方差控制器和干扰状态观测器。状态反馈鲁棒方差控制器作为主控制器，通过配置系统的闭环极点到特定的圆盘区域内，确保系统具有优良的动态响应。同时，干扰状态观测器用于实时估计负载转矩并进行电流补偿，从而提高了系统的稳态精度。 通过仿真和实验，论文展示了这种混合控制策略的有效性。在参数摄动和负载扰动的复杂情况下，该策略实现了快速的动态性能。相比于仅使用状态反馈鲁棒方差控制器，系统的稳态精度从4%显著提升至0.5%，显示了其出色的鲁棒性和精度。此外，这种混合控制策略的结构和算法实现相对简单，有利于实际工程应用。 关键词涵盖了永磁同步电机、伺服系统、鲁棒方差控制器、干扰观测器以及线性矩阵不等式（LMI），这些都是控制系统设计和分析的关键工具和技术。文章的文献标识码A表明这是一篇原创性研究论文，而中图分类号TM351则将其定位在电机技术领域。 这篇论文为PMSM伺服系统的控制提供了新的视角，通过混合鲁棒方差控制方法提升了系统的动态性能和稳态精度，对于实际工业应用具有重要价值。