摘要:
為了提高永磁同步電機的轉速控制性能,克服擾動對伺服控制的影響,提出了一種基于新型趨近律和擾動觀測器的滑模控制方法.設計了一種新型趨近律,以解決傳統趨近律滑模面趨近時間和系統抖振之間的矛盾,提高系統響應快速性.綜合考慮系統存在內部參數攝動和外部負載擾動,設計了滑模擾動觀測器,并將觀測值前饋補償到速度控制器輸出端;將觀測器切換增益設計為擾動觀測誤差的函數,以削弱滑模觀測值抖振.仿真結果顯示,與傳統趨近律相比,采用新型趨近律可有效提高系統的響應速度,快速準確的跟蹤速度階躍信號;滑模觀測器可準確的觀測系統擾動的變化;當系統加入負載擾動時,PI控制最大轉速波動值為75 r·min-1,而基于新型趨近律和擾動觀測器的滑模控制最大轉速波動值較小為30 r·min-1,魯棒性更好.實驗結果顯示,采用基于新型趨近律和擾動觀測器的滑模控制方法可以快速跟蹤400 r·min-1的速度指令,調節時間為0.12 s,穩態跟蹤誤差為±4 r·min-1,且轉速無超調;滑模觀測器可準確無超調的估計系統擾動值,進一步提高系統的抗擾動性能;當電機以400 r·min-1穩速運行時,加入0.6 N·m的負載擾動,基于新型趨近律和擾動觀測器的滑模控制方法最大轉速波動為23 r·min-1,與PI控制相比,轉速波動減小了8%.上述仿真和實驗結果具有較好的一致性,表明基于新型趨近律和擾動觀測器的滑模控制方法可以有效抑制滑模控制系統的抖振,提高轉速控制系統的魯棒性和動態響應性能.