永磁同步电机位置伺服系统滑模控制的研究

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永磁同步电机位置伺服系统滑模控制的研究作者：孙路路王玲丽

来源：《科技视界》2014年第08期

【摘要】为提高永磁同步电机伺服系统的鲁棒性和快速性，本文引入了滑模变结构控制

策略。本文针对传统滑模控制应用于伺服系统存在的实际问题，设计了一种新型的滑模控制器，可靠地实现了伺服控制。设计新的滑模面，保证位置和速度分别进行滑模控制，实现了位置跟踪和速度控制，同时提高了系统的快速性。仿真和实验均证明了文中所设计的滑模控制方案的可行性和优越性。

【关键词】滑模变结构控制；永磁同步电机；伺服系统

【Abstract】Sliding mode control（SMC） is used in the permanent magnet synchronous motor for the high performance servo applications. In this paper，a new kind of SMC controller is designed to solve the practical problems when it comes to implementation. The control approach introduces integral to avoid the chattering problem effectively. It makes sure the velocity and the position is controlled synchronously and assures the fastness of the servo system. The validity of the novel SMC controller is demonstrated by simulation and experimental results.

【Key words】Sliding mode control；Permanent magnet synchronous motor；Servo system

0 引言

工业对象的多样化和复杂化对伺服控制器提出了更高要求，即希望伺服系统具有一定的自适应能力和较强的抗扰能力，滑模变结构控制（SMC）能较好地解决这个问题[1]。SMC是50年代俄罗斯学者提出的一种有效的非线性鲁棒控制方法[2]。由于它不需要对系统的精确观

测，控制率整定方法简单，易于数字实现，近年来，已有学者将SMC应用于伺服系统中，研究表明，它能有效改善摩擦非线性和负载时变性，提高系统鲁棒性[3-4]。

本文根据矢量控制PMSM伺服系统的特点，设计了一种SMC控制器，通过对控制量先微分后积分的处理，使其不含非线性项，减小了抖振；通过对伺服系统采取先速度SMC后位置SMC的方式，实现了位置跟踪和速度控制。文中将该方法应用于矢量控制PMSM伺服系统，仿真和实验结果均表明所设计的SMC控制器能使实际系统较好地实现位置跟踪和速度控制，较大地提高系统的快速性和鲁棒性，并减小抖振，有效地改善电机的动静态特性。

1 永磁同步电机数学模型

3 结论