基于滑模觀測器的PMSM模型預測控制

李超，朱軍，孫順新

（ 1.山東醫學高等專科學校附屬醫院，山東 臨沂 276000;2.臨沂市恒源熱電集團有限公司，山東 臨沂 276000;3.天元建設集團有限公司，山東 臨沂 276000 ）

0 引言

隨著全球經濟的快速發展，電動車成為了新能源背景下的重要產物。其驅動核心——永磁同步電機（Permanent magnet synchronous motor）的控制成為研究的關鍵。永磁同步電機具有體積小，結構簡單，效率高，輸出轉矩大，過載能力強等優點，傳統PMSM控制方法為PI控制，其參數調整依賴于操作者的經驗，在電汽車的驅動中已經不能滿足交流伺服系統的高性能要求。

預測函數控制（Predictive Functional Control，PFC）作為一種模型預測控制方法，具有控制量計算方程簡單，實時控制計算量小，跟蹤精度高等特性，已經廣泛應用于現代生產過程控制中。近年來，國內研究學者對該模型預測控制進行了大量的研究。本文針對PMSM控制系統的控制精度及動態響應要求的問題，提出了帶擾動補償的PMSM模型預測控制策略。利用模型預測控制方法，設計預測速度控制器，提高了電流環跟蹤精度和電機啟動性能。為提高系統的抗擾性能，設計離散滑模擾動觀測器，有效地估計外部擾動并對系統進行前饋補償，提高了系統的魯棒性。仿真及實驗結果驗證了該方法的有效性。

1 數學模型

以PMSM為控制對象，假定永磁體無阻尼作用且空間磁場呈正弦分布，忽略磁滯和渦流損耗的條件下，P采用id=0的矢量控制方式的數學模型為

PMSM轉矩方程為：

PMSM運動方程為：

式中：ud，uq分別為d，q軸電壓；id，iq分別為d，q軸電流；Ld，Lq分別為d，q軸電感；……