永磁同步电机控制算法-转速环电流环ADRC控制器
一、原理介绍
将线性自抗扰控制器(LADRC)应用到永磁同步电机调速系统中,将电流环中的反电势耦合项、定子电阻压降和转速环中的负载转矩和粘滞摩擦等作为扰动量,并采用扩张状态观测器(LESO)和线性反馈控制律(LSEF)抵消转速环、电流环中的扰动,实现转速
环、电流环的完全解耦控制,有效提高了低速、加载、卸载时的转速稳定性
1.1转速环LADRC设计
转速控制器输入为转速给定和反馈,输出为转矩电流给定,根据PMSM的电磁转矩和运动方程可知,转速LADRC输入输出的微分方程为一阶,因此采用一阶LADRC
转速环LADRC的结构,如图所示。
1.2电流环LADRC设计
由于电流给定是连续变化的,为了不引起不必要的相位滞后,电流环LTD可以省略,从PMSM 的电压和磁链方程可知,d、q轴电流LADRC输入输出的微分方程也为一阶,对于阶次相同的 LADRC,可以采用相同的设计方法,不同的是扰动量的选取
电流环LADRC结构, 如图所示
最终可得转速环、电流环均采用LADRC的系统控制框图为
二、仿真验证
在MATLAB/simulink里面验证所提算法,采用和实验中一致的控制周期1e-4,电机部分计算周期为1e-6。仿真模型如下所示:
2.1转速
2.2 d轴电流
2.3 q轴电流
2.4 电磁转矩
2.5 三相电流
在电流环中,LADRC抵消了反电势和定子电阻压降,提高了电流的跟踪精度,减小了低速运行时的转速波动;转速环中,LADRC抵消了负载转矩和粘滞摩擦,提高了加、减负载时的转速稳定性; 控制器的整定不依赖于准确的电机模型参数,参数整定更为简单;采用LTD安排转速过渡过程能够有效的抑制转速超调。
仿真已发布在咸鱼,有需要可以看看
https://m.tb.cn/h.gr1s5BF?tk=DebG37PXTA9
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