永磁同步电机调速系统：抗扰动速度控制器设计

"设计了一种针对变惯量负载的调速系统抗扰动速度控制器，采用带遗忘因子的递推最小二乘算法(FRLS)进行系统参数在线辨识，结合扩张状态观测器(ESO)处理非线性因素，包括参数辨识误差和未建模动态，以及PI控制器和鲁棒控制器的集成设计。该复合控制器能够提高系统的稳定性和应对转矩扰动的能力。仿真结果证明其有效性。" 本文主要探讨了在高精度交流调速系统中，尤其是采用永磁同步电机作为执行机构时，如何应对负载惯量变化、转矩扰动以及未建模动态问题。这些因素严重影响系统的精度和稳定性。作者提出了一种创新的复合速度控制器设计，旨在增强系统的抗干扰性能。 首先，系统采用带遗忘因子的递推最小二乘算法(FRLS)进行在线参数辨识。FRLS是一种有效的参数估计方法，它能够在不断变化的环境中实时更新模型参数，以适应负载惯量的变化。遗忘因子使得算法能够兼顾近期数据的重要性，同时避免对旧数据的过度依赖，从而确保模型的准确性。 其次，为了处理参数辨识误差和未建模动态，文章引入了扩张状态观测器(ESO)。ESO能扩展系统状态空间，直接观测到无法直接测量的非线性因素，如参数误差和未建模动态，从而提供更全面的系统状态信息，有助于控制器做出更精确的决策。 此外，控制器设计还包括了传统的PI控制器，以实现基本的控制功能，以及鲁棒控制器，增强系统对不确定性和扰动的鲁棒性。PI控制器负责基本的闭环控制，而鲁棒控制器则在面对不可预见的扰动时提供额外的稳定性保障。 最后，文章对闭环调速系统的稳定性进行了分析，并通过仿真验证了该复合速度控制器的效果。仿真结果表明，这种新型控制器能够有效地抑制转矩扰动，适应负载惯量变化，并保持系统的稳定运行，提高了调速系统的整体性能。 该研究提供了一种综合的控制策略，对高精度交流调速系统中的复杂动态问题进行了有效处理，为实际应用提供了理论指导。其设计思路和方法对于提升工业自动化设备的性能，特别是在需要高精度控制的场合，具有重要的实践意义。