基于模糊滑模控制策略的永磁同步电机控制.docx

基于模糊滑模控制策略的永磁同步电机控制
基于模糊滑模控制策略的永磁同步电机控制
摘要：永磁同步电机（PermanentMagnetSynchronousMotor，PMSM）在工业应用中具有广泛的应用前景，其优良的性能表现使得其成为传动系统的首选。然而，由于永磁同步电机的非线性特性和外部扰动对其控制系统的影响，传统的控制策略往往无法满足高精度和快速的要求。因此，本文提出了一种基于模糊滑模控制策略的永磁同步电机控制方法。
关键词：永磁同步电机，模糊滑模控制，非线性控制，扰动补偿
1.引言
永磁同步电机作为一种高效率、高可靠性的电机，已经得到了广泛的应用。然而，由于其非线性特性和外部环境扰动的存在，传统的控制策略往往无法达到预期的控制效果。因此，研究一种能够解决永磁同步电机控制问题的新方法具有重要意义。
2.永磁同步电机模型
在研究永磁同步电机控制方法前，我们首先需要建立永磁同步电机的数学模型。永磁同步电机的数学模型可以通过磁链方程和电动力方程来描述。磁链方程可以表示为：
dψ_s/dt=(u_s-R_s*i_s-w_s*ψ_s)/L_s
其中，ψ_s表示永磁同步电机的磁链，u_s表示电机的输入电压，R_s表示电机的电阻，i_s表示电机的电流，w_s表示电机的机械角速度，L_s表示电机的电感。
电动力方程可以表示为：
J*dw_s/dt=T_e-T_l
其中，J表示负载的转动惯量，dw_s/dt表示电机的角加速度，T_e表示电机的电磁转矩，T_l表示电机的负载转矩。
3.模糊滑模控制策略
滑模控制是一种基于滑模面的稳定控制策略，具有较好的鲁棒性和适应性。然而，传统的滑模控制方法对于非线性系统的控制往往过于保守，容易产生震荡。模糊控制可以通过模糊化输入和输出，以及模糊推理和解模糊化等步骤来处理不确定性和非线性系统。因此，结合模糊控制和滑模控制的思想，可以充分发挥各自的优势，提高永磁同步电机控制的性能。
基于模糊滑模控制策略的永磁同步电机控制可以分为以下几个步骤：
1）设计滑模面：根据永磁同步电机的数学模型，设计出合适的滑模面，使得电机的状态能够收敛到目标点。
2）设计模糊控制器：根据滑模面的信息和电机状态的误差，设计模糊控制器的输入变量和输出变量，以及模糊规则库。
3）模糊推理：根据当前电机状态误差和模糊规则库，进行模糊推理，得到模糊输出。
4）解模糊化：利用解模糊化方法将模糊输出转化为具体的控制指令。
5）施加控制指令：将解模糊化后的控制指令施加到永磁同步电机控制系统中，实现对电机状态的调节。
4.实验结果及分析
通过对永磁同步电机系统进行仿真实验，得到了一些控制性能指标。实验结果表明，基于模糊滑模控制策略的永磁同步电机控制方法能够有效地抑制系统的震荡，提高控制精度和响应速度。同时，在外部扰动的作用下，控制系统也具有较好的鲁棒性。
5.结论
本文提出了一种基于模糊滑模控制策略的永磁同步电机控制方法。通过对永磁同步电机的数学模型进行建模，并结合滑模控制和模糊控制的思想，设计了控制器的结构和参数。通过仿真实验验证了该控制方法的有效性。实验结果表明，该控制方法在控制精度和鲁棒性方面都有较好的性能表现，具有一定的工程应用价值。
参考文献：
[1]顾海波,张小东,杨荣.AllinOne:基于模糊滑模控制的PMSM电机.控制与决策,2017，32(5):901-905.
[2]邢晓东,张海波,刘洁,等.基于模糊滑模控制的PMSM电机速度闭环系统的研究.动力系统与控制工程,2018，4(3):31-37.
[3]张亚东,张志文.基于模糊滑模控制策略的永磁同步电机控制.电气技术,2019，40(10):121-124.
注：版权归原作者所有，仅供参考学习，不得用于商业用途。