每日文献【2020|002】永磁同步电机模糊自整定自适应积分反步控制

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王伟然，吴嘉欣，张懿等
永磁同步电机模糊自整定自适应积分反步控制
电工技术学报

为提高永磁同步电机伺服系统的动态响应性能，解决内部参数摄动和外部负载扰动对系统影响的问题，提出一种永磁同步电机模糊自整定自适应积分反步控制方法。将dq轴电流误差积分项引入自适应反步控制器控制律中，构成自适应电流误差积分反步控制器，实现对dq轴电流给定的精确跟踪，提高dq轴电流控制系统对内部参数摄动的鲁棒性。在此基础上，设计模糊推理模块，应用于自适应积分反步控制器，系统根据电机转速误差及其变化率自适应在线整定转速反馈增益及自适应增益，进一步提高系统的转速动态响应性能。

反步控制为20世纪90年代初提出的以Lyapunov稳定性理论为基础的控制方法。该方法通过引入虚拟控制变量，将原始高阶系统分解为串级子系统，逐一对其构造合适的Lyapunov 函数并推导虚拟控制律，保证系统渐近收敛，最终导出实际的控制律及自适应律。

为同时保证永磁同步电机伺服系统优良的动态响应性能与较强的参数摄动鲁棒性能，该文提出一种永磁同步电机模糊自整定自适应积分反步控制方法。将dq 轴电流误差积分项引入自适应反步控制器控制律中，构成自适应电流误差积分反步控制器，实现对dq 轴电流给定的精确跟踪，提高dq 轴电流控制系统对内部参数摄动的鲁棒性。在此基础上，设计模糊推理模块应用于自适应积分反步控制器，系统根据电机转速误差及其变化率自适应在线整定转速反馈增益及自适应增益。

永磁同步电机模糊自整定自适应积分反步控制系统结构框图如下所示。

结论：

本文提出一种永磁同步电机模糊自整定自适应积分反步控制方法，将dq轴电流跟随误差积分项引入控制律中，设计自适应积分反步控制器。与此同时，设计模糊推理模块应用于自适应积分反步控制器，根据电机转速误差及其变化率自适应在线整定转速反馈增益以及自适应增益值。该控制方法能有效提高永磁同步电机伺服系统的动态响应性能，解决内部参数摄动和外部负载扰动对系统影响的问题。对比传统PI控制、传统反步控制与模糊自整定自适应积分反步控制，实验结果表明，与传统PI控制及传统反步控制相比，本文提出的控制策略转速动态响应更为优良，对外部负载扰动和内部电感参数摄动有着较强的鲁棒性。