自抗扰控制器ADRC在永磁同步电机FOC中的应用及性能分析

资源摘要信息:"本文主要研究了基于自抗扰控制器（ADRC）的永磁同步电机（PMSM）的矢量控制（FOC）技术。文章首先介绍了转速环控制采用自抗扰控制器ADRC，并与传统的PI控制进行对比，以此来分析ADRC控制性能的优越性。通过对ADRC中的扩展状态观测器（ESO）进行改进，进一步提升了ADRC的控制性能。文章还提供了相应的算法参考文献和仿真模型，这些仿真模型是作者纯手工搭建的，并非从网络上复制得到，仅供学习和参考之用。 从技术角度看，永磁同步电机由于其高效率、高功率密度和优良的动态特性，在现代电机驱动系统中得到了广泛的应用。矢量控制（FOC）技术通过解耦电机的磁场和转矩分量，使电机控制更加灵活和精确，是实现高效电机驱动的关键技术之一。传统的PI控制器在电机控制系统中应用广泛，但是它依赖于精确的数学模型和系统参数，对参数变化和外部扰动较为敏感，可能在实际应用中难以保持高精度控制。 为了克服这些缺点，自抗扰控制器（ADRC）被引入到电机控制领域。ADRC是一种不需要精确数学模型的控制策略，它通过状态观测器实时估计并补偿系统的不确定性和外部扰动，从而提高系统控制的鲁棒性。ADRC的核心在于其具有扩展状态观测器（ESO），能够观测系统的内部状态以及外部扰动，并进行实时补偿。 本文的创新点之一是对ADRC中的ESO进行了改进，通过优化算法设计和参数调整，提升了ADRC对系统不确定性和扰动的补偿能力。改进后的ADRC能够更有效地抑制负载扰动和参数变化对电机控制性能的影响，保证了系统的稳定性和快速响应能力。 仿真模型的搭建和验证是电机控制系统研究中的重要环节。本研究通过仿真模型验证了ADRC在永磁同步电机控制中的性能表现，确保理论分析和算法设计的有效性。搭建仿真模型的过程充分考虑了电机本身的物理特性和控制策略的需求，确保了仿真结果的准确性和可靠性。 综上所述，基于ADRC的永磁同步电机FOC控制策略，在控制性能、鲁棒性和对不确定性的适应能力上表现出色，是电机控制领域中一项值得关注的研究方向。本文的研究成果不仅为学术界提供了新的思路和方法，也为工业界提供了实现高性能电机控制系统的可能。" 关键词: 自抗扰控制器（ADRC）、永磁同步电机（PMSM）、矢量控制（FOC）、扩展状态观测器（ESO）、控制系统仿真模型。