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基于参数变化估计的PMSM自抗扰内模控制 引言 永磁同步电机(PermanentMagnetSynchronousMotor,PMSM)由于其优异的性能被广泛地应用于工业控制领域。从传统控制方法到现如今的高级控制方法日新月异,各种先进控制方法不断涌现。自抗扰控制(ActiveDisturbanceRejectionControl,ADRC)作为一种新型控制方法在众多高级控制方法中具有不可替代的优势。本文将介绍基于参数变化估计的PMSM自抗扰内模控制的优点、控制器设计以及控制效果。 1.基于参数变化估计的PMSM自抗扰内模控制的优点 (1)抗干扰能力强。自抗扰控制器的核心思想是对系统中的干扰进行估算并抑制,从而提高了系统的抗干扰能力。对于PMSM这类系统,其存在的速度偏差、负载扰动以及感应电动势等干扰因素都能够通过自抗扰控制器进行抑制。 (2)系统稳定性好。自抗扰控制器将实际系统与模型进行匹配,对系统的非线性和不确定性进行了有效处理。通过不断的调整控制器参数,可以使得系统的闭环控制具有较好的稳定性。 (3)针对时间变化的参数有很好的适应性。对于PMSM这样的系统,其各项参数在使用过程中会发生变化,而自抗扰控制器能够通过对参数进行在线估计,实现对于时间变化的参数的适应性。 2.基于参数变化估计的PMSM自抗扰内模控制器设计 (1)系统建模。根据电机模型,可以得到PMSM的数学模型,并将其转换为状态空间形式,从而得到系统的状态方程。 (2)干扰估计器设计。干扰估计器是ADRC的核心部分,通过对实时干扰信号进行估计并抵消,实现对系统的控制。针对PMSM系统的干扰来源,常用的干扰估计器包括低通滤波器、扩张状态观测器等。 (3)控制器设计。针对PMSM系统的状态空间模型以及干扰估计器,可以得到控制器的传递函数。常用的控制器包括比例积分控制器、模型预测控制器等。 (4)参数估计器设计。参数估计器的作用是对系统参数进行在线估计,从而提供给干扰估计器、控制器以及系统诊断器等各个模块使用。 3.基于参数变化估计的PMSM自抗扰内模控制器实验验证 为了验证基于参数变化估计的PMSM自抗扰内模控制器的性能,进行了实验验证。实验中所使用的PMSM系统采用数字建模仿真,仿真平台采用MATLAB/Simulink。在进行控制器参数调整时,采用基于遗传算法的优化方法,通过适应度函数来评判参数的优劣。 实验结果显示,该控制器具有较强的抗干扰能力和良好的系统稳定性,能够实现对PMSM系统的精准控制。同时,通过参数估计器的在线估计,也能够对参数变化具有较好的适应性。 结论 本文介绍了基于参数变化估计的PMSM自抗扰内模控制方法并进行了实验验证。相较于传统控制方法,该方法具有较强的抗干扰能力以及针对时间变化的参数具有较好的适应性。但是,该方法在控制器参数调整以及对实际系统模型精度要求较高,难以实现在工程实践中的推广应用。