基于擾動觀測的永磁同步電機電流預測控制研究.pdf

1、在交流傳動伺服系統中，永磁同步電機的諸多優點使其成為高精度工業控制場合首選電機及近年來研究的重點。由于電流環決定了交流伺服系統的暫態和穩態性能，因此具有優良暫態性能的電流預測控制成為了伺服系統的研究熱點。永磁同步電機的電流預測控制在具有優良動態性能的同時，具有控制精度依賴準確參數模型和控制開環存在穩態電流誤差的缺點。
　　本文首先基于永磁同步電機的電壓方程及逆變器的數學模型，簡單闡述PWM預測控制原理。通過理論分析推導出PWM預測

2、控制的穩定條件，并指出控制器采用的電機參數與電機真實值的偏差是造成穩態電流誤差的原因。仿真顯示 PWM預測控制中電感偏差、電阻偏差和永磁體磁鏈偏差均會導致電流靜差，而且電感偏差會導致電流振蕩，從而驗證了理論分析的正確性。針對PWM預測控制中參數偏差造成的電流震蕩及電流靜差的缺陷，本文構建兩種不同的狀態觀測器來觀測伺服系統中的參數誤差及參數擾動。首先，構建了較為常用的倫伯格觀測器來觀測系統擾動，并通過極點配置分析了觀測器的穩定性。然后，構

3、建了在具有參數擾動、外部擾動和傳感器噪聲的系統中擁有優良性能的擴張狀態觀測器來觀測系統擾動，并推導出觀測器的穩定條件。最后，比較了兩種擾動觀測器的優缺點。擾動觀測器的提出使得基于擾動觀測并補償的永磁同步電機電流預測控制成為了可能。根據兩種擾動觀測器對系統擾動定義的不同，本文構建了兩種不同的基于擾動觀測的電流預測控制算法，即基于倫伯格擾動觀測的電流預測控制和基于ESO擾動觀測的電流預測控制。本文理論分析了所提出算法的穩定性，證明了算法的魯