一種永磁同步電機位置控制策略

鄭歡歡

摘要：針對基于滑模變結構位置控制的永磁同步電機伺服系統帶來定位偏差現象，提出一種利用模糊遞歸神經網絡估計伺服系統參數上界的控制方法，該方法能夠減小系統定位偏差。仿真表明，該控制策策略有效提高定位精度。

關鍵詞：永磁同步電機；模糊遞歸神經網絡；滑模變結構；伺服系統

中圖分類號：TM46 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）04-0005-03

永磁同步電機（Permanent Magnet Synchronous Motor， PMSM）具有氣隙磁密高、轉矩慣量比大、響應速度快等優點，廣泛應用于高精度的中小容量交流伺服系統[1]。由于PMSM是一個非線性、多變量系統，常規控制器容易受電機參數變化和外部負載擾動等不確定性因素的影響，無法很好地兼顧動態性能和抗擾性能[2-5]。目前已有的基于線性模式的消除不確定因素方法，魯棒性難以得到保證[2]。針對限制滑模控制器應用的系統不確定性（包括參數不確定性和外部擾動）的上界參數的估計，如果通過準確地估計系統參數和外部擾動不確定性上界，系統的偏差題能夠很好地抑制。

本文提出一種基于神經網絡的自適應滑模變結構控制策略，該控制方法通過對模糊遞歸神經網絡對系統不確定性參數的上界的快速估計，從而減小了定位的偏差，并提高了系統動態響應速度。

1 永磁同步電機數學模型

X軸與Y軸的位置誤差如圖3、圖4所示。

從圖3，圖4可見，應用基于遞歸模糊神經網絡的變結構控制器在穩態時位置誤差幾乎為零，而在反向時最大有10μm以內的誤差。

4 結語

針對基于滑模變結構控制的永磁同步電機伺服系統參數上界不確定性（包括參數不確定性和外部擾動）帶來的定位偏差問題，提出了一種利用模糊遞歸神經網絡來快速估計系統不確定性參數的上界的方法。仿真及實驗結果表明：所提出的的控制策略具有較快的收斂速度和較好的魯棒性，能夠有效提高定位精度。

參考文獻

[1]王麗梅，鄭建芬，郭慶鼎基于載波注入的凸極永磁同步電動機無傳感器控制[J].電機與控制學報，2005，9（4）：333-336.

[2]喬維德.基于免疫遺傳模糊神經網絡的永磁同步電機控制[J].電氣傳動，2008，38（05）：18-21.

[3]逄海萍，劉成菊，江姝妍.永磁同步電機交流伺服系統的滑模模糊控制[J].電機與控制學報，2006，10（6），576-584.

[4]劉治鋼，王軍政，趙江波.永磁同步電機神經網絡自適應滑模控制器設計[J].電機與控制學報，2009，13（2）：290-294.

[5]Mon Y J， Lin C M. Supervisory recurrent fuzzy network guidance law design for automats underwater vehicle[J]. International Journal of Fuzzy Systems， Vol.14， No.1， March 2012.