高性能印刷机PMSM滑模控制：负载转矩观测器与补偿策略

本文针对高性能印刷机对电动机控制性能的高要求，提出了一种基于负载转矩观测器的永磁同步电动机滑模控制方法。滑模控制器在现代电机驱动系统中具有显著的优势，尤其是在需要快速响应和鲁棒性的情况下，如印刷机这样的工业应用。 首先，研究者介绍了用于印刷机永磁同步电机(PMSM)的滑模控制策略。滑模控制通过其不连续切换特性，能够有效处理系统非线性、模型不确定性以及外部负载扰动，确保电机的稳定运行和高效动力传递。 为了进一步改善控制性能并减少由系统参数变化和时间变加载荷扭矩带来的抖振现象，作者引入了负载转矩观测器和负载转矩导数观测器。负载转矩观测器通过实时估计实际负载情况，提供一个精确的补偿信号，帮助控制器动态调整电机的行为。而负载转矩导数观测器则能预测负载变化趋势，使得控制器提前做出响应，减小系统的瞬态响应误差。 这些观测器的设计采用的是滑模控制的层次结构，通过级联方式结合，增强了整个控制系统的鲁棒性和抗干扰能力。通过将估计的负载转矩及其导数作为前馈补偿，可以显著提高系统的动态性能和控制精度，从而提升印刷机的打印质量和生产效率。 此外，文中详细阐述了观测器的设计过程，包括数学模型的建立、状态更新算法的选择以及观测器稳定性分析。作者可能还讨论了控制器参数的选取和优化，以保证在实际应用中达到最佳的控制效果。 总结来说，这篇研究论文提出了一种创新的控制策略，它结合了滑模控制的灵活性和负载转矩观测器的补偿功能，旨在解决高性能印刷机中永磁同步电机的控制挑战，提升了系统的动态性能和控制精度。这对于推动印刷行业向更高精度和自动化方向发展具有重要意义。