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基于改進型擾動觀測器的PMSM抗擾動控制研究

來源：電工電氣發布時間：2021-02-23 09:23 瀏覽次數：1082

基于改進型擾動觀測器的PMSM抗擾動控制研究

王兵^1，2，顏偉平^1，2，劉凱¹，余鑫¹，李江坪¹

(1 湖南工業大學電氣與信息工程學院，湖南株洲 412007；

2 湖南工業大學電傳動控制與智能裝備湖南省重點實驗室，湖南株洲 412007)

摘要：負載轉矩擾動及轉動慣量變化會對永磁同步電機(PMSM) 控制造成影響，為提高系統響應速度以及抗干擾能力，減小負載擾動對控制性能的影響，將觀測的負載轉矩前饋補償至轉矩電流中，改進滑模速度控制器中指數趨近律函數。設計一種改進型擾動觀測器，在傳統擾動觀測器中加入可變增益算法，針對負載擾動引起系統轉動慣量變化的問題，結合模型參考自適應算法，將辨識的轉動慣量更新到改進型擾動觀測器及滑模速度控制器中。仿真結果表明，改進型擾動觀測器能準確觀測負載轉矩，有效減少系統抖振，提高了控制系統的抗擾能力及動態響應性能。

關鍵詞：永磁同步電機；擾動觀測器；前饋補償；可變增益算法；轉動慣量辨識

中圖分類號：TM351 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3175(2021)02-0001-07

Research on PMSM Anti-Disturbance Control Based on Improved Disturbance Observer

WANG Bing^1,2, YAN Wei-ping^1,2, LIU Kai¹, YU Xin¹, LI Jiang-ping¹

（1 College of Electrical and Information Engineering, Hunan University of Technology, Zhuzhou 412007, China;

2 Key Laboratory for Electric Drive Control and Intelligent Equipment of Hunan Provincial,

Hunan University of Technology, Zhuzhou 412007, China）

Abstract: The load torque disturbance and the change in moment of inertia will affect the control of permanent magnet synchronous motor(PMSM). In order to improve the response speed and anti-interference ability of the system and reduce the influence of load disturbance on the control performance, the observed load torque feed forward is compensated into the torque current, and the exponential reaching rate function in the sliding mode speed controller is improved. An improved disturbance observer is designed, in which a variable gain algorithm is added to the traditional disturbance observer. In order to solve the problem of the change of inertia caused by load disturbance, it combined with the model reference adaptive algorithm, and the identified inertia is updated to the improved disturbance observer and sliding mode speed controller. The simulation results show that the improved disturbance observer can accurately observe the load torque, effectively reduce the system chattering, and improve the disturbance rejection ability and dynamic response performance of the control system.

Key words: permanent magnet synchronous motor; disturbance observer; feed forward compensation; variable gain algorithm; moment of inertia identification

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