機(jī)床用基于加性分解PMSM的滑?？刂疲?/h1>
2022-05-12 07:20:04劉慧博陳豪鑫
制造技術(shù)與機(jī)床 2022年5期
劉慧博 陳豪鑫
（內(nèi)蒙古科技大學(xué)信息工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010）
永磁同步電機(jī)（PMSM）因?yàn)槠涓呖煽啃?，高效率和高性能而常被用于各業(yè)中，像在陸地交通（如機(jī)床）、航海交通（如船舶推進(jìn)）和軍事（如自行火炮）等領(lǐng)域已司空見(jiàn)慣。然而，PMSM是一個(gè)變量多、非線性、強(qiáng)耦合的系統(tǒng)[1]，并且機(jī)床運(yùn)行中會(huì)受到許多外部干擾，負(fù)載轉(zhuǎn)矩會(huì)不斷改變，讓PMSM控制變得尤為復(fù)雜。傳統(tǒng)V/F控制技術(shù)已沒(méi)法適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)床對(duì)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩持續(xù)穩(wěn)定調(diào)控和抗干擾能力要求。隨后，出現(xiàn)了一種可以把交流電機(jī)類似簡(jiǎn)化成直流電機(jī)的控制-磁場(chǎng)定向控制（field oriented control，F(xiàn)OC），因其擁有動(dòng)態(tài)的高速響應(yīng)、全速波動(dòng)小及靈便控制等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于PMSM控制上。其控制調(diào)節(jié)通常包括轉(zhuǎn)速環(huán)和電流環(huán)，且都能根據(jù)相應(yīng)指令實(shí)時(shí)跟蹤，對(duì)外部干擾具備較強(qiáng)的魯棒性。電流環(huán)內(nèi)部電流控制回路直接影響驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能，需要精確的跟蹤性能[2]。對(duì)此采用電流雙閉環(huán)進(jìn)行跟蹤控制，該結(jié)果能很好地控制機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于轉(zhuǎn)速外環(huán)系統(tǒng)，會(huì)受到動(dòng)態(tài)的變速和變載等不確定性外部干涉，要達(dá)到轉(zhuǎn)速持續(xù)調(diào)穩(wěn)目的較為困難。為此，文獻(xiàn)[3]采用滑模轉(zhuǎn)速控制器替代傳統(tǒng)型的PI速度調(diào)節(jié)器，增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性，拓寬了系統(tǒng)的調(diào)速范圍，但抖振較大。文獻(xiàn)[4]設(shè)計(jì)了基于新型指數(shù)趨近律的滑模變結(jié)構(gòu)速度控制器，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該速度控制器的高頻抖振略微減弱，也有效地提高系統(tǒng)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性與魯棒性。
加性分解（additive decomposition，AD）理論，是一種可以使復(fù)雜大系統(tǒng)分解為兩個(gè)簡(jiǎn)易小系統(tǒng)的疊加，這樣就能很好地在簡(jiǎn)易小系統(tǒng)內(nèi)完成各自問(wèn)題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的原始系統(tǒng)控制。文獻(xiàn)[5]將該理論實(shí)現(xiàn)在風(fēng)力機(jī)變槳控制器設(shè)計(jì)中，使原復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，分解為2個(gè)簡(jiǎn)單的控制問(wèn)題。文獻(xiàn)[6]策略是將跟蹤子任務(wù)分配給主系統(tǒng)，將穩(wěn)定子任務(wù)分配給輔助系統(tǒng)，因此主系統(tǒng)可以使用頻域或時(shí)域中的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法，而輔助系統(tǒng)就可以采用許多非線性穩(wěn)定控制方法。光電跟蹤系統(tǒng)作為典型的伺服系統(tǒng)，已被證明可運(yùn)用加性分解理論對(duì)其進(jìn)行主、輔系統(tǒng)控制，進(jìn)而完成對(duì)目標(biāo)的高精度追蹤。而永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)也是一個(gè)典型的伺服系統(tǒng)，因此對(duì)其控制任務(wù)可分為：轉(zhuǎn)速環(huán)的穩(wěn)定控制和電流環(huán)的跟蹤控制。
綜上所述，本文將基于加性分解理論對(duì)PMSM控制系統(tǒng)進(jìn)行分解成主系統(tǒng)和輔系統(tǒng)，將電流矢量位置跟蹤控制和轉(zhuǎn)速環(huán)穩(wěn)定控制對(duì)應(yīng)在主、輔系統(tǒng)內(nèi)完成。因?yàn)闄C(jī)床運(yùn)行狀況一般是低速行駛和受負(fù)載擾動(dòng)，經(jīng)以往實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)知道滑?？刂瓶垢蓴_力優(yōu)于PI控制（如文獻(xiàn)[3]），所以將采用速度滑模調(diào)節(jié)器。再對(duì)比傳統(tǒng)速度滑?？刂品椒?，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的改進(jìn)滑?？刂品椒軌?qū)MSM進(jìn)行更高效穩(wěn)定控制。
1 基于加性分解的數(shù)學(xué)模型
機(jī)床伺服控制系統(tǒng)主要由PMSM、驅(qū)動(dòng)電路、編碼器、平臺(tái)框架系統(tǒng)及電源組成。其機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型可以表示為:
式中：Ja為 系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；ζa為系統(tǒng)的阻尼系數(shù)；u(t)為 系統(tǒng)的控制輸出；fext表示外部干擾。因此，PMSM驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的狀態(tài)方程可表示為
其中的 ζfext(t)可完全展開(kāi)為：
將原系統(tǒng)與主系統(tǒng)相減得輔系統(tǒng)，即
最后，可看出用加性分解理論對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分離后，可以將外部干擾穩(wěn)速問(wèn)題和跟蹤問(wèn)題分開(kāi)處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效控制。基于加性分解PMSM控制系統(tǒng)框圖如圖1所示。
圖1 基于加性分解PMSM控制系統(tǒng)框圖
2 基于加性分解的控制策略
為了實(shí)現(xiàn)PMSM的穩(wěn)速控制（steady speed control，SSC），從系統(tǒng)給定轉(zhuǎn)速出發(fā)，針對(duì)輔系統(tǒng)模型首先設(shè)計(jì)基于滑模的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。主系統(tǒng)為了完成電流矢量精確控制，也就是電流跟蹤控制（current tracking control，CTC），設(shè)計(jì)采用雙閉環(huán)電流跟蹤控制器。經(jīng)加性分解后的控制器框圖如圖2所示，其中r(t)是給定轉(zhuǎn)速信號(hào)，通過(guò)與轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)比較后，經(jīng)過(guò)SSC后實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速上的穩(wěn)定調(diào)節(jié)。后由輔系統(tǒng)調(diào)節(jié)產(chǎn)生的電信號(hào)流經(jīng)CTC，主系統(tǒng)對(duì)其交直軸電流進(jìn)行有效分配，實(shí)現(xiàn)對(duì)電流矢量的精確控制，從而完成控制器的有效輸出y(t)，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)PMSM的高性能控制。
圖2 加性分解后的控制器框圖
3 輔系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)
3.1 傳統(tǒng)速度滑?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)
滑?？刂?SMC)可以使系統(tǒng)在一定條件下沿規(guī)定的狀態(tài)軌跡作小幅、高頻率的上下運(yùn)動(dòng)，這就是所謂的“滑動(dòng)模態(tài)”[7]。這種滑動(dòng)模態(tài)是可以設(shè)計(jì)的，并且與系統(tǒng)的參數(shù)和擾動(dòng)無(wú)關(guān)[1]。所以，滑?？刂频膹?qiáng)魯棒性就是這么而來(lái)。
為了設(shè)計(jì)滑模速度調(diào)節(jié)器，由圖2知，令輸入為 Δw， 輸出為iq。 首先定義調(diào)節(jié)器的狀態(tài)變量為x1=wr-w,x2=x˙1， 其中wr為 參考輸入，w為真實(shí)轉(zhuǎn)速。于是可得到：
式中：a為設(shè)計(jì)參數(shù)，a＞ 0。對(duì)式（12）兩邊求導(dǎo)，則有：
為了實(shí)現(xiàn)控制調(diào)節(jié)器優(yōu)良的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，摒棄一般趨近率而采用指數(shù)型的（ ε＞0），所以得滑?？刂破鞯谋磉_(dá)式為：
于是通過(guò)積分計(jì)算可得到iq的參考值為 ：
由李雅普諾夫（Lyapunov）定理和滑模到達(dá)條件s˙s＜0，證明系統(tǒng)是漸進(jìn)穩(wěn)定的。根據(jù)PID理論知，控制器中含有積分，可使抖振削弱些，也就可減小穩(wěn)態(tài)誤差；但抖振依然明顯，所以下節(jié)將進(jìn)行改進(jìn)滑模的設(shè)計(jì)。
3.2 改進(jìn)速度滑模控制器的設(shè)計(jì)
滑模的抖振是肯定會(huì)存在的，若是完全消除那也就會(huì)消除SMC的強(qiáng)魯棒性，因此只能盡可能削減。其產(chǎn)生抖振現(xiàn)象的主要緣由是非理想的切換、慣性影響和測(cè)量誤差，而 ε還決定動(dòng)態(tài)滑模的運(yùn)動(dòng)品質(zhì)。
所以本文改進(jìn)速度滑?？刂破髦饕轻槍?duì)ε進(jìn)行優(yōu)化，將傳統(tǒng)控制器中切換項(xiàng)系數(shù)改進(jìn)為其中 λ為待調(diào)節(jié)參數(shù)，這里將切換項(xiàng)引入誤差絕對(duì)值項(xiàng) |e|，在系統(tǒng)逐漸趨于滑模面時(shí),誤差絕對(duì)值逐漸到0，將切換項(xiàng)占比拉低，繼而削弱系統(tǒng)產(chǎn)生的抖振程度。又因系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)是不斷地變化、權(quán)重更新，所以也提高系統(tǒng)的自適應(yīng)能力。依據(jù)上述推論，基于改進(jìn)滑?？刂茣r(shí)的控制量最終表達(dá)式如式(16)所示。
4 主系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)
機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)既要考慮轉(zhuǎn)速還要考慮電流的轉(zhuǎn)矩輸出能力，而且對(duì)電流環(huán)的跟蹤作用也能使系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)效果。所以對(duì)交直軸電流進(jìn)行跟蹤分配，這樣做能夠提升系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，又可以增加單位電流輸出轉(zhuǎn)矩的能力。
設(shè)定子電流is與d軸的夾角為β，則d、q軸電流可以表示為
再結(jié)合式（18）的電磁轉(zhuǎn)矩公式
得到電磁轉(zhuǎn)矩電流比，即
此時(shí)對(duì)控制轉(zhuǎn)矩角的條件求解可轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)問(wèn)題，即根據(jù)式（19）對(duì)β求偏導(dǎo)，可得
5 仿真結(jié)果和分析
為驗(yàn)證用加性分解PMSM的改進(jìn)滑模控制方法的有效性，構(gòu)建了如圖3所示的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
圖3 基于加性分解PMSM的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
在Matlab環(huán)境下建立了系統(tǒng)仿真模型仿真，仿真中所用電機(jī)的參數(shù)設(shè)置為：極對(duì)數(shù)4，Ld=5.25mH,Lq=12mH，定子電阻R=2.87 Ω，磁鏈?zhǔn)?.175 Wb，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=0.003 k g·m2， 阻尼系數(shù)為0.008 N·m·s。
輸入低轉(zhuǎn)速100 r/min，初始時(shí)刻空載運(yùn)行，在時(shí)間0.2 s時(shí)突施10 N·m的轉(zhuǎn)矩TL，仿真如圖4所示。由圖4可知（右邊是經(jīng)過(guò)加性分解結(jié)構(gòu)的，左邊是未經(jīng)加性分解的），明顯對(duì)比出傳統(tǒng)SMC控制經(jīng)加性分解后具有更好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)性能；尤其是在突施負(fù)載時(shí)，后者掉速明顯比較小且恢復(fù)時(shí)間較短，因此效率更快。由圖5也看出，經(jīng)加性分解控制后的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)更小，抗干擾能力強(qiáng)。
圖4 轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線
圖5 電磁轉(zhuǎn)矩響應(yīng)曲線
盡管如此，還是解決不了傳統(tǒng)SMC固有的抖振問(wèn)題，因此進(jìn)一步分析了改進(jìn)滑模控制。如圖6所示為改進(jìn)SMC后的轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線，再由其圖7的改進(jìn)前后對(duì)比分析知，在結(jié)合加入誤差絕對(duì)值反饋后，改進(jìn)滑?？刂破髟谙到y(tǒng)運(yùn)行時(shí)持續(xù)調(diào)整，提高系統(tǒng)的自適應(yīng)能力，削弱了傳統(tǒng)SMC的抖振問(wèn)題，平滑運(yùn)行，印證了所提方法的有效性。
圖6 改進(jìn)SMC轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線
圖7 改進(jìn)SMC前后對(duì)比
6 結(jié)語(yǔ)
本文設(shè)計(jì)了一種基于加性分解原理的PMSM控制方法，將系統(tǒng)的控制任務(wù)分別在主系統(tǒng)和輔系統(tǒng)內(nèi)完成。該方法在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，不僅簡(jiǎn)化了控制過(guò)程，而且可以提高對(duì)PMSM控制精度以及系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。仿真試驗(yàn)證明，本文所提的結(jié)構(gòu)復(fù)合控制方法，拓寬了調(diào)速范圍，增強(qiáng)了帶載能力和抗干擾能力，削弱了傳統(tǒng)滑模所固有的抖振，符合機(jī)床電機(jī)運(yùn)行要求。該方法簡(jiǎn)單實(shí)用，易于實(shí)現(xiàn)，對(duì)工程應(yīng)用具有一定參考價(jià)值。
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綜上所述，本文將基于加性分解理論對(duì)PMSM控制系統(tǒng)進(jìn)行分解成主系統(tǒng)和輔系統(tǒng)，將電流矢量位置跟蹤控制和轉(zhuǎn)速環(huán)穩(wěn)定控制對(duì)應(yīng)在主、輔系統(tǒng)內(nèi)完成。因?yàn)闄C(jī)床運(yùn)行狀況一般是低速行駛和受負(fù)載擾動(dòng)，經(jīng)以往實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)知道滑?？刂瓶垢蓴_力優(yōu)于PI控制（如文獻(xiàn)[3]），所以將采用速度滑模調(diào)節(jié)器。再對(duì)比傳統(tǒng)速度滑?？刂品椒?，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的改進(jìn)滑?？刂品椒軌?qū)MSM進(jìn)行更高效穩(wěn)定控制。
1 基于加性分解的數(shù)學(xué)模型
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圖1 基于加性分解PMSM控制系統(tǒng)框圖
2 基于加性分解的控制策略
為了實(shí)現(xiàn)PMSM的穩(wěn)速控制（steady speed control，SSC），從系統(tǒng)給定轉(zhuǎn)速出發(fā)，針對(duì)輔系統(tǒng)模型首先設(shè)計(jì)基于滑模的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。主系統(tǒng)為了完成電流矢量精確控制，也就是電流跟蹤控制（current tracking control，CTC），設(shè)計(jì)采用雙閉環(huán)電流跟蹤控制器。經(jīng)加性分解后的控制器框圖如圖2所示，其中r(t)是給定轉(zhuǎn)速信號(hào)，通過(guò)與轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)比較后，經(jīng)過(guò)SSC后實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速上的穩(wěn)定調(diào)節(jié)。后由輔系統(tǒng)調(diào)節(jié)產(chǎn)生的電信號(hào)流經(jīng)CTC，主系統(tǒng)對(duì)其交直軸電流進(jìn)行有效分配，實(shí)現(xiàn)對(duì)電流矢量的精確控制，從而完成控制器的有效輸出y(t)，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)PMSM的高性能控制。
圖2 加性分解后的控制器框圖
3 輔系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)
3.1 傳統(tǒng)速度滑?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)
滑?？刂?SMC)可以使系統(tǒng)在一定條件下沿規(guī)定的狀態(tài)軌跡作小幅、高頻率的上下運(yùn)動(dòng)，這就是所謂的“滑動(dòng)模態(tài)”[7]。這種滑動(dòng)模態(tài)是可以設(shè)計(jì)的，并且與系統(tǒng)的參數(shù)和擾動(dòng)無(wú)關(guān)[1]。所以，滑?？刂频膹?qiáng)魯棒性就是這么而來(lái)。
為了設(shè)計(jì)滑模速度調(diào)節(jié)器，由圖2知，令輸入為 Δw， 輸出為iq。 首先定義調(diào)節(jié)器的狀態(tài)變量為x1=wr-w,x2=x˙1， 其中wr為 參考輸入，w為真實(shí)轉(zhuǎn)速。于是可得到：
式中：a為設(shè)計(jì)參數(shù)，a＞ 0。對(duì)式（12）兩邊求導(dǎo)，則有：
為了實(shí)現(xiàn)控制調(diào)節(jié)器優(yōu)良的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，摒棄一般趨近率而采用指數(shù)型的（ ε＞0），所以得滑?？刂破鞯谋磉_(dá)式為：
于是通過(guò)積分計(jì)算可得到iq的參考值為 ：
由李雅普諾夫（Lyapunov）定理和滑模到達(dá)條件s˙s＜0，證明系統(tǒng)是漸進(jìn)穩(wěn)定的。根據(jù)PID理論知，控制器中含有積分，可使抖振削弱些，也就可減小穩(wěn)態(tài)誤差；但抖振依然明顯，所以下節(jié)將進(jìn)行改進(jìn)滑模的設(shè)計(jì)。
3.2 改進(jìn)速度滑模控制器的設(shè)計(jì)
滑模的抖振是肯定會(huì)存在的，若是完全消除那也就會(huì)消除SMC的強(qiáng)魯棒性，因此只能盡可能削減。其產(chǎn)生抖振現(xiàn)象的主要緣由是非理想的切換、慣性影響和測(cè)量誤差，而 ε還決定動(dòng)態(tài)滑模的運(yùn)動(dòng)品質(zhì)。
所以本文改進(jìn)速度滑?？刂破髦饕轻槍?duì)ε進(jìn)行優(yōu)化，將傳統(tǒng)控制器中切換項(xiàng)系數(shù)改進(jìn)為其中 λ為待調(diào)節(jié)參數(shù)，這里將切換項(xiàng)引入誤差絕對(duì)值項(xiàng) |e|，在系統(tǒng)逐漸趨于滑模面時(shí),誤差絕對(duì)值逐漸到0，將切換項(xiàng)占比拉低，繼而削弱系統(tǒng)產(chǎn)生的抖振程度。又因系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)是不斷地變化、權(quán)重更新，所以也提高系統(tǒng)的自適應(yīng)能力。依據(jù)上述推論，基于改進(jìn)滑?？刂茣r(shí)的控制量最終表達(dá)式如式(16)所示。
4 主系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)
機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)既要考慮轉(zhuǎn)速還要考慮電流的轉(zhuǎn)矩輸出能力，而且對(duì)電流環(huán)的跟蹤作用也能使系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)效果。所以對(duì)交直軸電流進(jìn)行跟蹤分配，這樣做能夠提升系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，又可以增加單位電流輸出轉(zhuǎn)矩的能力。
設(shè)定子電流is與d軸的夾角為β，則d、q軸電流可以表示為
再結(jié)合式（18）的電磁轉(zhuǎn)矩公式
得到電磁轉(zhuǎn)矩電流比，即
此時(shí)對(duì)控制轉(zhuǎn)矩角的條件求解可轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)問(wèn)題，即根據(jù)式（19）對(duì)β求偏導(dǎo)，可得
5 仿真結(jié)果和分析
為驗(yàn)證用加性分解PMSM的改進(jìn)滑模控制方法的有效性，構(gòu)建了如圖3所示的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
圖3 基于加性分解PMSM的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
在Matlab環(huán)境下建立了系統(tǒng)仿真模型仿真，仿真中所用電機(jī)的參數(shù)設(shè)置為：極對(duì)數(shù)4，Ld=5.25mH,Lq=12mH，定子電阻R=2.87 Ω，磁鏈?zhǔn)?.175 Wb，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=0.003 k g·m2， 阻尼系數(shù)為0.008 N·m·s。
輸入低轉(zhuǎn)速100 r/min，初始時(shí)刻空載運(yùn)行，在時(shí)間0.2 s時(shí)突施10 N·m的轉(zhuǎn)矩TL，仿真如圖4所示。由圖4可知（右邊是經(jīng)過(guò)加性分解結(jié)構(gòu)的，左邊是未經(jīng)加性分解的），明顯對(duì)比出傳統(tǒng)SMC控制經(jīng)加性分解后具有更好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)性能；尤其是在突施負(fù)載時(shí)，后者掉速明顯比較小且恢復(fù)時(shí)間較短，因此效率更快。由圖5也看出，經(jīng)加性分解控制后的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)更小，抗干擾能力強(qiáng)。
圖4 轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線
圖5 電磁轉(zhuǎn)矩響應(yīng)曲線
盡管如此，還是解決不了傳統(tǒng)SMC固有的抖振問(wèn)題，因此進(jìn)一步分析了改進(jìn)滑模控制。如圖6所示為改進(jìn)SMC后的轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線，再由其圖7的改進(jìn)前后對(duì)比分析知，在結(jié)合加入誤差絕對(duì)值反饋后，改進(jìn)滑?？刂破髟谙到y(tǒng)運(yùn)行時(shí)持續(xù)調(diào)整，提高系統(tǒng)的自適應(yīng)能力，削弱了傳統(tǒng)SMC的抖振問(wèn)題，平滑運(yùn)行，印證了所提方法的有效性。
圖6 改進(jìn)SMC轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線
圖7 改進(jìn)SMC前后對(duì)比
6 結(jié)語(yǔ)
本文設(shè)計(jì)了一種基于加性分解原理的PMSM控制方法，將系統(tǒng)的控制任務(wù)分別在主系統(tǒng)和輔系統(tǒng)內(nèi)完成。該方法在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，不僅簡(jiǎn)化了控制過(guò)程，而且可以提高對(duì)PMSM控制精度以及系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。仿真試驗(yàn)證明，本文所提的結(jié)構(gòu)復(fù)合控制方法，拓寬了調(diào)速范圍，增強(qiáng)了帶載能力和抗干擾能力，削弱了傳統(tǒng)滑模所固有的抖振，符合機(jī)床電機(jī)運(yùn)行要求。該方法簡(jiǎn)單實(shí)用，易于實(shí)現(xiàn)，對(duì)工程應(yīng)用具有一定參考價(jià)值。
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