永磁同步电机反步控制策略研究

永磁同步电机反步控制策略讨论摘要：为了提高系统的动静态性能和增强抗干扰能力，考虑到永磁同步电机是一个复杂耦合的非线性系统，本文采纳了反步控制方法设计了永磁同步电机的控制器。反步控制是从 Lyapunov 稳定性出发来设计的，因此保证了系统的稳定性；同时，由于其设计参数少，便于实现。本文通过仿真验证了所提出方法的有效性。关键词：反步控制永磁同步电机 Lyapunov 稳定性0 引言永磁沟通传动技术是开发研制各种先进的机电一体化设备的关键技术之一，而目前高性能数控机床和工业机器人所采纳的电机控制系统仍然主要依靠进口，这种现状已经成为我国高科技产业进展不可逾越的障碍。因此，通过借鉴国内外讨论工作的先进经验，从高起点出发，尽早研制出具有当今高性能、有用化的沟通控制系统，促进我国航天、航空、国防及工业自动化等领域的进展，才能赶上世界先进水平。在此社会与行业背景下，讨论与开发高品质的沟通传动控制系统，具有重要的现实意义。本文首先介绍了非线性控制中的反步控制设计方法的基本原理和思想。针对永磁同步电动机这一多变量、强耦合的非线性系统，结合反步控制方法，在永磁同步电动机调速系统中跟踪转速给定信号。最后，本文通过 MATLAB/Simulink 仿真表明，反步控制具有设计参数较少，能便于实现，同时反步控制可以保证整个系统的稳定性，有很好的给定信号跟踪能力，对外界负载具有不错的抗干扰性能。1 反步设计法的原理反步法又称为反演法、反推法或后推法。是根据非线性逆系统法设计的控制方法。它通常与 Lyapunov 型自适应律结合使用，即同时综合考虑控制律和自适应律，可以使整个闭环系统满足期望的动静态性能。该方法由 Kokotovic 等在 1991 年首先提出，近年来引起了众多学者的重视。反步设计法的基本是将一个复杂的非线性系统分解成不超过系统阶数的子系统，然后为每个子系统设计部分 Lyapunov 函数（简称 V 函数）以及中间虚拟控制量，并一直“后退”到整个系统，最后将它们集中起来完成整个控制律的设计。其基本设计方法是从一个高阶系统的内核开始，设计虚拟控制量以保证系统的某些性能，比如稳定性等；然后针对得到的虚拟控制律逐步修正算法，但需要保证所需的性能；最后设计出控制器，能实现系统的全局调节或跟踪，使系统达到预期的性能指标。SISO 非线性系统模型如下：其中，x∈Rn、u∈R 分别是系统的状态变量和输入量，系统的非线性部分 fi（x1，…，xi）是下三角型的结构。反...