【摘 要】
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永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM)是一种转子采用永磁体励磁，定子与异步电机结构基本相同的交流电机。在永磁同步电机控制系统中，当电机高速运行时，PI电流调节器的传统设计方法会使系统出现振荡，稳定性差。因此，对永磁同步电机高速运行时的特点进行分析，改进电流调节器的设计，具有重要的理论和现实意义。本文从永磁同步电机的基本数学模型出发，对高速运行
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永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM)是一种转子采用永磁体励磁，定子与异步电机结构基本相同的交流电机。在永磁同步电机控制系统中，当电机高速运行时，PI电流调节器的传统设计方法会使系统出现振荡，稳定性差。因此，对永磁同步电机高速运行时的特点进行分析，改进电流调节器的设计，具有重要的理论和现实意义。本文从永磁同步电机的基本数学模型出发，对高速运行时传统电流环设计失稳的原因进行了详细分析，对常用的电流环解耦控制方法做了对比，给出了改进设计的方法。主要内容如下：
1)详细分析了在传统PI控制下永磁同步电机电流环闭环传递函数零、极点随转速变化的情况，给出了在高速时电流环失稳的具体原因，应用根轨迹方法分析了电流环设计带宽对稳定性的影响。
2)介绍了目前采用的解耦控制算法，介绍了前馈解耦控制、反馈解耦控制及对角阵解耦控制的基本原理，推导了三种解耦控制策略的闭环传递函数，通过伯德图与仿真详细比较了三种方法对于解耦参数的鲁棒性，对比指出了三种方法的优缺点。经过综合比较，将其中解耦和鲁棒性能较好的反馈解耦控制作为进行进一步分析比较的对象。
3)针对反馈解耦控制在解耦参数选择出现错误时出现的电流环失稳现象，本文通过无源性理论，给出了永磁同步电机在反馈解耦控制时稳定性的详细证明，推导得出了满足电流环稳定性的解耦参数选择范围，采用二自由度PI对其进行改进，通过理论证明、仿真和实验验证了所得结果的正确性。
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