永磁同步电机混合非线性控制策略研究

"永磁同步电机混合非线性控制策略 (2010年) - 刘子建，吴敏，陈鑫，王春生 - 中南大学信息科学与工程学院" 永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）是一种广泛应用的电动机类型，因其高效、高功率密度等优点而在工业领域受到青睐。然而，PMSM的非线性特性、多变量强耦合性使得传统线性控制方法在大范围运行时难以保证良好的动态性能和鲁棒性。为了克服这一挑战，2010年刘子建等人提出了一种混合非线性控制策略，该策略结合了滑模控制（Sliding Mode Control, SMC）和自抗扰控制（Adaptive Disturbance Rejection Control, ADRC）。 滑模控制是一种强大的非线性控制技术，其核心思想是设计一个滑动表面，使系统状态在有限时间内趋近于这个表面，并在此后保持在这个表面上稳定运行。在PMSM的电流控制环中，研究者采用了基于指数趋近律的滑模控制器设计，这种算法能够实现快速且无抖振的电流跟踪，从而提高系统的动态响应。 自抗扰控制则主要应用于速度控制环。ADRC的目标是在线估计和补偿外部扰动以及系统内部参数的变化，确保系统在面对负载变化或其他不确定性因素时仍能保持稳定。在PMSM系统中，速度控制器通过实时估算和抵消负载扰动，实现了对速度的精确控制，增强了系统的鲁棒性。 这种混合非线性控制策略的应用在于PMSM的矢量控制系统设计中。矢量控制是现代电机控制的一种重要方法，它模拟直流电机的行为，将电机的定子电流分解为励磁分量和转矩分量，分别进行独立控制，从而实现对电机性能的精确调控。 通过仿真研究，该混合非线性控制策略展现出优秀的动态和静态性能，无论是在瞬态还是稳态，都能提供良好的控制效果。同时，该策略对负载变化及系统参数的扰动具有高度的鲁棒性，这意味着即使在实际运行环境中的各种不确定性情况下，PMSM也能保持稳定和高效的工作状态。 总结来说，这篇2010年的论文提出了一个创新的混合非线性控制策略，结合滑模控制和自抗扰控制，以解决永磁同步电机的控制难题，提高了电机的控制精度和鲁棒性，对于理解和优化PMSM的控制系统设计具有重要价值。