优化快速摆动PMSM位置伺服系统：双环结构与嵌入式重复控制

快速摆动永磁同步电机位置伺服系统设计针对永磁同步电机（PMSM）在进行周期性快速摆动时，传统采用的三环结构控制方式可能导致动态响应性能较差的问题。本文由常涛和胡建辉两位作者共同完成，他们分别来自哈尔滨工业大学电气工程系，其中常涛专注于电机驱动与控制领域的研究，而胡建辉则是一位副教授，专攻永磁电机及其控制技术。 本文的核心创新在于提出了一种新型的控制策略，即在位置伺服系统中采用位置-电流双闭环结构。通过这种方式，作者试图解决原有三环结构在高速摆动中的局限。在位置环中，他们巧妙地融入了嵌入式重复控制器，这是一种特殊的控制器设计，能够在保持系统稳定性的前提下，增强系统的动态响应能力。 作者根据PMSM的数学模型，详细构建了这个双环控制系统的架构，并进行了闭环控制器的推导和设计。在这个过程中，他们不仅考虑了电机的物理特性和运动学模型，还注重了控制算法的实时性和准确性。此外，文章提供了嵌入式重复控制器的设计方法，这在实际应用中具有很高的实用价值。 通过MATLAB/Simulink软件平台，作者进行了系统的仿真研究。仿真结果证实了这种双环结构和嵌入式重复控制器的有效性，显著提高了位置伺服系统的动态响应性能以及在快速摆动状态下的稳态跟踪精度。这意味着，这种控制方案特别适用于永磁同步电机在需要频繁、快速响应的场景，如工业自动化、精密定位或机器人技术等应用领域。 总结来说，本文的研究对于提升永磁同步电机在高精度、快速摆动环境下的伺服控制性能具有重要意义，为相关领域的工程师提供了新的设计思路和技术参考。关键词如“电机与电器”、“位置伺服”、“两环结构”和“重复控制”都强调了这项工作的核心内容和技术创新点。