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基于改进型扰动观测器的PMSM抗扰动控制研究

来源：电工电气发布时间：2021-02-23 09:23 浏览次数：715

基于改进型扰动观测器的PMSM抗扰动控制研究

王兵^1，2，颜伟平^1，2，刘凯¹，余鑫¹，李江坪¹

(1 湖南工业大学电气与信息工程学院，湖南株洲 412007；

2 湖南工业大学电传动控制与智能装备湖南省重点实验室，湖南株洲 412007)

摘要：负载转矩扰动及转动惯量变化会对永磁同步电机(PMSM) 控制造成影响，为提高系统响应速度以及抗干扰能力，减小负载扰动对控制性能的影响，将观测的负载转矩前馈补偿至转矩电流中，改进滑模速度控制器中指数趋近律函数。设计一种改进型扰动观测器，在传统扰动观测器中加入可变增益算法，针对负载扰动引起系统转动惯量变化的问题，结合模型参考自适应算法，将辨识的转动惯量更新到改进型扰动观测器及滑模速度控制器中。仿真结果表明，改进型扰动观测器能准确观测负载转矩，有效减少系统抖振，提高了控制系统的抗扰能力及动态响应性能。

关键词：永磁同步电机；扰动观测器；前馈补偿；可变增益算法；转动惯量辨识

中图分类号：TM351 文献标识码：A 文章编号：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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