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第 卷第 期 西 南 大 学 学 报 自然科学版 年 月
VolNo Journal of Southwest University Natural Science Edition Jul
文章编号
有 脉 冲 扰 动 的 永 磁 同 步 电 机 混 沌
的 直 接 力 矩 控 制 方 法
李中华
王慧
李东
乐山师范学院 智能信息处理及应用实验室 四川 乐山
乐山师范学院 数学与信息科学学院 四川 乐山
电子科技大学 自动化学院 成都 重庆大学 数理学院 重庆
摘要 对具有脉冲扰动的永磁同步电机进行直接力矩控制 利用矩阵分析和 Lyapunov 稳定性理论 得到了有脉冲
扰动的永磁同步电机渐进稳定和指数稳定的充分条件 实验结果验证了结果的正确性相比传统的控制方法 基于
TakagiSugen 模型的直接力矩控制方法具有一定优越性
关键词 混沌控制 力矩控制 脉冲扰动 永磁同步电机
中图分类号 TM3012 文献标识码 A
永磁同步电动机PMSM 具有体积小 重量轻 反应快 效率高等优点 随着电力电子技术和控制技
术的发展 永磁同步电动机交流伺服系统已经在现代高性能伺服系统中得到了极为广泛的应用
永磁同步电机系统是非线性系统之一 相对于普通的非线性系统 永磁同步电机对参数变化非常敏
感 于是关于永磁同步电机的控制技术成了永磁同步电机研究的重要内容 目前永磁同步电机的混沌控制
研究很少 文献提出了永磁同步电机混沌的脉冲控制方法 但脉冲控制不够灵活 文献提出了基于
微分几何的永磁同步电机混沌控制方法 但控制不易实现 文献 提出了采用纳入轨道和强迫迁徙方法
控制 PMSM 中的混沌 该控制策略在理论上虽然有效 但是由于它的控制目标不允许是给定系统自身的轨
道或状态 并且需要系统轨道处于吸引域中时才能施加控制 因而在实际系统中很难实现 文献利用
状态延迟反馈研究了 PMSM 中的混沌控制 但是该方法很难确定控制的周期目标轨道与延迟时间的关系
而且不容易控制到预知的轨道
同时 扰动普遍存在于实际运行的各种系统中 比如电压的不稳定 工
作环境的瞬间振动等 都会导致电机系统出现扰动现象 扰动现象通常表现为脉冲扰动因此研究具有脉
冲扰动的永磁同步电机非常必要本文试图提出参数不确定的永磁同步电机的直接力矩控制方法 然后研
究其稳定性 得到参数不确定的永磁同步电机渐进稳定和指数稳定的充分条件
1有脉冲扰动的永磁同步电机直接力矩控制模型
用 i
d
i
q
表示电流 表示转子角频率 J 表示转动惯量 T
L
表示外部转矩 表示是粘性阻尼系数 R
表示定子绕阻 L
d
L
q
表示 d q 轴定子电感
r
表示永久磁通 n
p
表示极对数 永磁同步电机可写为
收稿日期
基金项目 中国博士后基金资助项目 四川省教育厅科研重点项目ZA 乐山师范学院预研项目 z
作者简介 李中华 男 四川眉山人 硕士研究生 主要从事数据挖掘方面的研究
di
d
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L
J
通过仿射变换和时间尺度变换 将式 变换成无量纲的状态方程即 x
x t
t 其中
x i
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T
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T
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R
则无量纲的状态方程为
d
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其中
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kL
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J
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L
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J
T
L
设 x
x
x
x
T
i
d
i
q
T
考虑气隙均匀的永磁同步电动机混沌模型 即 L
d
L
q
L
则参数不确定永磁同步电动机混沌数学模型可写为
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
其中
r
r
l
l
其矩阵形式表示如下
x
Ax x
其中
r
r
l
l
x
x
x
x
x
T
A
为不确定矩阵x
r r r x r r r x
考虑参数固定的无系统输入的气隙均匀的永磁同步电动机 并将脉冲影响考虑进去 得到具有脉冲扰
动的参数固定的无系统输入的气隙均匀的永磁同步电动机的直接力矩控制模型如下
x
x
x
x
u
x
x
x
x
x
u
t
k
k
x
x
x
u
x
x
t
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x
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B
k
xk
x
x
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