模糊滑模控制提升矿用自卸车异步电机扭矩控制性能

本文主要探讨了矿用自卸车轮边驱动异步电机控制系统的优化设计。随着电动轮矿用自卸车在大型露天煤矿中的广泛应用，电机驱动系统的性能和控制技术对其性能至关重要。传统的磁场定向矢量控制（FOC）在实际应用中受限于车载环境变化导致的电机参数不稳定，无法提供理想的控制效果。 为解决这一问题，研究者结合状态观测和控制的整体鲁棒思想，提出了一种新型的模糊滑模转矩控制系统。该系统的优势在于能够实现精确的转子磁链和转速观测，显著减小转矩脉动，增强转矩跟踪能力和抗扰动能力。变结构控制理论在此得到了应用，通过融合滑模观测、滑模控制以及模糊逻辑，构建了一个具有高度鲁棒性和优良动态响应的模糊滑模控制系统。这种设计有助于实现转矩与磁链的完全解耦，使得电机的输出扭矩能够实时有效地进行控制。 电动轮矿用自卸车的交流传动系统由柴油发电机组、悬架、液压系统、电气单元、制动单元及轮胎等组成，能量转换过程复杂，涉及机械能-电能-机械能。通过全桥整流滤波电路，将三相交流电转换为可调电压，驱动轮边电机，再经变速减速机构传递动力至车轮。通过调整励磁磁场方向，实现车辆的前进和后退。制动系统则采用电缓行能量回馈制动和机械制动相结合的方式，确保车辆安全。 驱动控制单元需要根据车辆的运行工况，灵活运用矢量控制、自适应控制和模糊控制等策略，以适应车速和负载的变化，提升驱动电机的扭矩输出效率。在正常行驶时，电子控制单元（ECU）会根据传感器数据实时调整电机控制策略。 本文的研究成果对于改善矿用自卸车轮边驱动异步电机控制系统的性能，提高其在恶劣工况下的稳定性和控制精度，具有重要的实际意义和理论价值，对于推动我国电动轮矿用自卸车技术的自主研发具有积极的促进作用。