永磁同步电机离散时间电流控制研究

• 作 者: 郭富强
• 出 处: 广东工业大学
• 发表日期: 2020年01期
• 关键词: 永磁同步电机 电流控制 解耦 二自由度 延时

高性能永磁同步电机(PMSM)伺服驱动器的一个重要指标是电流的高动态响应。通常电流控制器在连续域上设计,然后离散化形成数字控制算法,受数字控制延时的影响,常造成电流环解耦不彻底,导致电流环动态响应不佳。因此,本文在离散域直接设计电流控器,解决上述问题。首先,描述了永磁同步电机数学模型和矢量控制基本架构,阐述了连续复矢量电流控制方案。通过对基于电压前馈解耦的复矢量电流控制和二自由度复矢量电流控制进行对比,后者能更有效抑制电压阶跃扰动。在考虑数字控制延时的情况下,通过系统闭环零极点分析,随着延时增大,系统性能下降。同时通过仿真实验可知,电流解耦变差。其次,为了使电流环解耦更彻底,提高电流环动态性能,在离散域直接设计电流控制器。在PMSM离散控制模型基础上,考虑一个采样周期的计算延时,采用二自由度离散复矢量电流控制器,利用离散极点配置方法整定控制器参数。由电流环仿真实验结果可知,二自由度离散复矢量电流控制器使电流环对电机参数变化具有更强的鲁棒性,并在双闭环仿真实验中对电流控制器性能进行了验证。最后,在PMSM双闭环调速系统实验平台上,通过解耦性能对比实验、抗扰性能对比实验和电机参数误差实验进一步验证了二自由度离散复矢量电流控制器能使电流环解耦更彻底,在有效抑制电压阶跃扰动的同时,对电机参数变化具有更强的鲁棒性。