基于ESO的PMSM矢量控制滑模鲁棒算法：理论与仿真验证

本文主要探讨了"基于扩张状态观测器的永磁同步电动机矢量系统的滑模变结构鲁棒控制"这一主题，由作者王礼鹏、张化光和刘秀翀共同完成。他们的研究工作得到了高等学校博士学科点专项科研基金的支持，发表在《中国科技论文在线》上。研究的背景是永磁同步电机（PMSM），这是一种广泛应用在工业自动化和电动汽车等领域的高效电机。 文章的核心内容是针对PMSM的矢量控制系统设计了一种滑模变结构鲁棒控制器。滑模控制以其鲁棒性和快速响应特性被用于电机控制，特别是对于电机速度的精确调节。通过滑模变结构，能够有效处理电机运行过程中可能遇到的非线性、不确定性以及外部负载变化带来的影响。 为了提高控制性能并克服系统外部负载的影响，研究者引入了扩张状态观测器（ESO）。ESO是一种动态系统可观测性增强的方法，它能实时估计出系统外部的负载转矩扰动，并将其纳入控制器的设计中，实现在线补偿。这种策略使得控制器可以根据实时的负载情况调整其控制策略，从而确保系统的稳定性和动态性能。 理论分析部分详细阐述了这种方法的原理和实施步骤，以及其在鲁棒性和抗干扰能力方面的优势。通过Matlab仿真实验，研究人员验证了所设计的滑模变结构鲁棒速度控制器和扩张状态观测器组合的有效性。实验结果表明，该控制策略能够在各种工况下保持电机的高效运行，即使面对外部负载的变化，也能提供良好的动态响应和稳定性。 这篇论文为永磁同步电动机的矢量控制提供了新的解决方案，通过结合滑模控制和扩展状态观测器技术，实现了电机在复杂环境下的稳健和高效运行。这对于提升电力驱动系统的性能，尤其是在工业自动化和新能源汽车等高要求应用中的表现具有重要意义。