【摘要】：為了提高內(nèi)置式永磁同步電機(jī)(IPMSM)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能,提出了一種基于新型變速趨近律的滑�？刂破�,該新型趨近律基于反雙曲正弦函數(shù),根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)量,采取變帶寬趨近方式,可有效抑制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。為解決滑�？刂浦须姍C(jī)起動(dòng)時(shí)響應(yīng)速度快與起動(dòng)電流大的矛盾,提出了一種基于PI和滑�？刂�(SMC)的混合速度控制器(HSC),該混合速度控制器中滑�？刂苹谛滦挖吔�,通過控制器輸入值的大小選擇控制方式,有效解決了上述矛盾問題,且該控制器可進(jìn)一步提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度并能進(jìn)一步抑制穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。通過仿真和實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了該速度控制器和該新型趨近律的可行性以及有效性。
【圖文】：

第32卷第5期樊英等基于新型趨近律和混合速度控制器的IPMSM調(diào)速系統(tǒng)滑模變結(jié)構(gòu)控制圖1兩種趨近律相軌跡對(duì)比Fig.1Comparisonofthephasetrajectories對(duì)比圖1a和圖1b可知，新型趨近律趨近速度略快于指數(shù)趨近律，然而其穩(wěn)態(tài)抖振遠(yuǎn)小于指數(shù)趨近律。2IPMSM調(diào)速系統(tǒng)SMC實(shí)現(xiàn)由于IPMSM交直軸電感不對(duì)稱，為充分發(fā)揮電機(jī)性能，本文采用最大轉(zhuǎn)矩電流比(MTPA)的控制策略，由SMC調(diào)節(jié)器得到給定轉(zhuǎn)矩值，作為MTPA模塊的輸入，MTPA模塊輸出為d、q軸給定電流。系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。圖2IPMSM調(diào)速系統(tǒng)SMC結(jié)構(gòu)框圖Fig.2SMCdiagramofIPMSMspeedcontrolsystemMTPA模塊具體實(shí)現(xiàn)如下:IPMSM在dq坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)矩方程為Te=32p［ψfiq+(Ld－Lq)idiq］(6)式中，Te為電磁轉(zhuǎn)矩;p為電機(jī)極對(duì)數(shù);ψf為永磁體磁鏈幅值;id為定子相電流d軸分量;iq為定子相電流q軸分量;Ld為d軸電感;Lq為q軸電感。令id=iscosαiq=issin{α(7)式中，is為定子電流;α為is與d軸正向夾角。將式(7)代入式(6)得Te=32p［ψfissinα+12(Ld－Lq)i2ssin(2α)］(8)在is一定的情況下，對(duì)式(8)求極值可得滿足最大轉(zhuǎn)矩電流比的最優(yōu)α。α=π2+arcsin－ψf+ψ2f+8(Lq－Ld)2i2i醩4(Lq－Ld)is(9)is從0A變化到20A時(shí)，由式(7)和式(9)可得到id和iq與is的對(duì)應(yīng)關(guān)系，亦即得到id與iq的對(duì)應(yīng)關(guān)系，代入式(6)，即可得到給定轉(zhuǎn)矩與id和iq的對(duì)應(yīng)數(shù)值關(guān)系，然后經(jīng)Matlab進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合，即可得到id和iq分別?

第32卷第5期樊英等基于新型趨近律和混合速度控制器的IPMSM調(diào)速系統(tǒng)滑模變結(jié)構(gòu)控制圖1兩種趨近律相軌跡對(duì)比Fig.1Comparisonofthephasetrajectories對(duì)比圖1a和圖1b可知，新型趨近律趨近速度略快于指數(shù)趨近律，然而其穩(wěn)態(tài)抖振遠(yuǎn)小于指數(shù)趨近律。2IPMSM調(diào)速系統(tǒng)SMC實(shí)現(xiàn)由于IPMSM交直軸電感不對(duì)稱，為充分發(fā)揮電機(jī)性能，本文采用最大轉(zhuǎn)矩電流比(MTPA)的控制策略，由SMC調(diào)節(jié)器得到給定轉(zhuǎn)矩值，作為MTPA模塊的輸入，MTPA模塊輸出為d、q軸給定電流。系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。圖2IPMSM調(diào)速系統(tǒng)SMC結(jié)構(gòu)框圖Fig.2SMCdiagramofIPMSMspeedcontrolsystemMTPA模塊具體實(shí)現(xiàn)如下:IPMSM在dq坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)矩方程為Te=32p［ψfiq+(Ld－Lq)idiq］(6)式中，Te為電磁轉(zhuǎn)矩;p為電機(jī)極對(duì)數(shù);ψf為永磁體磁鏈幅值;id為定子相電流d軸分量;iq為定子相電流q軸分量;Ld為d軸電感;Lq為q軸電感。令id=iscosαiq=issin{α(7)式中，is為定子電流;α為is與d軸正向夾角。將式(7)代入式(6)得Te=32p［ψfissinα+12(Ld－Lq)i2ssin(2α)］(8)在is一定的情況下，對(duì)式(8)求極值可得滿足最大轉(zhuǎn)矩電流比的最優(yōu)α。α=π2+arcsin－ψf+ψ2f+8(Lq－Ld)2i2i醩4(Lq－Ld)is(9)is從0A變化到20A時(shí)，由式(7)和式(9)可得到id和iq與is的對(duì)應(yīng)關(guān)系，亦即得到id與iq的對(duì)應(yīng)關(guān)系，代入式(6)，即可得到給定轉(zhuǎn)矩與id和iq的對(duì)應(yīng)數(shù)值關(guān)系，然后經(jīng)Matlab進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合，即可得到id和iq分別?

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