永磁同步电机调速系统的滑模控制研究

1、永磁同步电机调速系统的滑模控制研究工作过程中，为复杂的工业控制问题提供简单的解决方法，因此，非常的适用于永磁同步电机调速系统中滑模控制系统的设计。1永磁同步电机的数学模型与传统的电动机数学模型相比，永磁同步电动机的数学模型具有无可比拟的优越性，其模型简便，易于求解，在实际的建模过程中，根据实际数据情况，提出相应的建模假设：假设磁路是线性的;假设字气隙中,永磁体磁场为正弦分布;核心涡滴口磁滞损耗不计算在内，其方程为：(1)对于表面式PMSM有，所以有转矩方程：(2)机械运动方程：(3)式中：指的是，电压；指的是，电流；指的是，电感；r指的是,电阻；P指的是，极对数；指的是，磁链；指的是，电磁转矩

2、;指的是，负载转矩；J指的是,转动惯量；指的是，转子电角速度。2滑模控制器设计3.1 趋近律滑模滑模变结构控制过程包括两个阶段：正常运动和滑动模式。一般滑动模式控制仅考虑接近滑动表面并满足稳定性条件的能力，但稳定性条件不反映运动的方式。接近的法则可以更好地保证正常运动阶段的质量。当远离开关表面移动时，适当的接近法可以将移动点设计到开关表面，以加速系统的动态响应。(4)式中nk都是大于零的常数。式(4)中令s>O有(5)解微分方程得：(6)当s>O,s(t)=0时有：由此可以求得：(7)由上式可以看出，参数K能够在有限的时间内，通过参数大小的变动，影响达到滑动表面的时

3、间。增加K值，其相应速度随之变快，但是，K值过大，也会产生负面作用，导致滑面速度过大。所以，在实践中，应考虑K值的变化，将其与实际状态相结合进行调整。2.2控制量的求取取PMSM系统的状态变量为(8)式中f定；一实际转速。令A,可得系统的状态空间：(9)设计系统的滑模面S为：(10)根据公式(5),可以自由选择瞰趋近律，从而控制S形式趋近律法中的控制变量，然后生成下列方程：(11)如图1所示，根据控制变量的结构流程图，加上DSP编程,能够简化方程的求解步骤，提高方程的求解正确率。当Lyapunov函数为V=时，要想使滑模控制的系统稳定，必须需i丽足下面条件：(12)保持系统稳定运行的条件是八k

4、>O,s与为异号。3实验研究图2显示的是数字信号处理器及智能功率模块组成的仿真检验系统，用于检验本次设计的滑模控制系统。其中，永磁同步电机的参数分别为：功率800W、转速3000r/min.转矩2.6Nm0由DSP算法控制实现系统的启动、加载及卸载操作，1PM的工作频率为16kHz。在动态性能测试过程中，由于测试机励磁电流的不稳定性，会造成加载过程和卸载过程的时间不稳定。除此之外，动态性能测试还包括不同速度下的负载启动、突然负载额定值或卸载额定值等。4结语本次研究的滑模控制系统，经过仿真检验证明是可行的，相对于传统的滑模控制而言，本次设计的滑模控制系统能够提升速度控制的动态性能，同时，控制过程中，能够快速的响应控制命令;能够很好的抵抗参数变动的干扰，并且算法简洁易于操作，在软件中的实现难度低。参考文献1宋绍楼，吴亚洲，杨雯旭.永磁同步电机调速系统反演终端滑模控制内自动化与仪表，2018,v.33;No.242(05):30-34.2刘超.永磁同步电机调速系统分数阶积分滑模控制策略研究D.南京理工大学，2017.3郭一军.基于扩张状态观测器的永磁同步电机自适应滑模调速控制J.重庆邮电大学学报(自然科阜版)，2017(1):13