一种永磁同步电机模型失配容错控制算法
Fault-Tolerant Control for Model Mismatch in Permanent Magnet Synchronous Motor
黄刚 1张雨涵 2龚事引 3于惠钧 1李祥飞2
作者信息
- 1. 湖南工业大学 轨道交通学院,株洲 412007
- 2. 湖南工业大学 电气与信息工程学院,株洲 412007
- 3. 湖南铁路科技职业技术学院铁道工程与信息学院,株洲 412006
- 折叠
摘要
针对高精度永磁同步电机驱动系统因转动惯量、摩擦系数与磁链参数失配造成其控制精度和稳定性降低的问题,提出了一种基于有限时间收敛扩张状态观测器的无模型滑模容错控制方法.首先,建立了考虑内外不确定性的永磁同步电机转速环超局部模型,并设计了无模型全局积分终端滑模控制器;其次,设计了有限时间收敛扩张状态观测器来降低模型失配带来的影响;最后,通过与其他方法的仿真和实验对比,验证了所提方法能够在不获取精确模型的情况下实现了对多种模型失配与外部扰动工况的容错控制,并提高了电机的控制精度.
Abstract
Aiming at the problem that the drive system of high-precision permanent magnet synchronous motor is affected by the mismatch of moment of inertia,friction coefficient and flux linkage,which leads to the reduction of control accuracy and stability,a model-free sliding mode fault-tolerant control method based on finite-time convergent extended state observer is proposed.Firstly,the ultra-local model of PMSM speed loop considering internal and external uncertainties is established,and a model-free global integral ter-minal sliding mode controller is designed;Secondly,a finite-time convergent extended state observer is de-signed to reduce the effect of model mismatch;Finally,by comparing with other methods,it is verified that the proposed method can achieve fault-tolerant control for multiple model mismatches and external disturb-ance conditions without obtaining accurate models,and improve the control accuracy of the motor.
关键词
永磁同步电机/无模型控制/模型失配/容错控制Key words
permanent magnet synchronous motor/model-free control/model mismatch/fault-tolerant control引用本文复制引用
基金项目
国家自然科学基金(52172403)
国家自然科学基金(62173137)
湖南省自然科学基金(2023JJ30214)
湖南省自然科学基金(2023JJ50193)
湖南省教育厅资助科研项目(21A0354)
湖南省教育厅资助科研项目(22C1124)
出版年
2024
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