永磁同步电机(PMSM)目前已得到广泛应用,普遍采用双闭环PI控制策略。在考虑到系统建模中的不确定性和负载扰动,基于凸极PMSM的数学模型,将控制器设计问题转化为H∞鲁棒控制标准型问题,通过选取适当的权函数并求解Riccati方程得到控制器参数。最后,通过实验证明所提出的H∞鲁棒控制策略具有良好的动静态性能。

第4 6卷第 2期21 0 2年 2月

电力电子技术P we e t n c o r Elcr is o

Vo. 6,No2 1 4 . F b ur 0 2 e ray2 1

永磁同步电机 H鲁棒控制策略研究∞鱼瑞文，张辉，谭国俊，张嘉敏(中国矿业大学，息与电气工程学院，江苏徐州信 2 11) 2 1 6

摘要：永磁同步电机 ( MS目前已得到广泛应用， P M)普遍采用双闭环 P控制策略。在考虑到系统建模中的不确 I定性和负载扰动，于凸极 P M的数学模型，基 MS将控制器设计问题转化为 H鲁棒控制标准型问题。过选取通适当的权函数并求解 Rca方程得到控制器参数。后， ict i最通过实验证明所提出的 H鲁棒控制策略具有良好的动静态性能。 关键词：磁同步电机；H控制；鲁棒控制永中图分类号：M3 1 T 5文献标识码： A文章编号：0 0 10 (0 2 0— 12 0 1 0— 0 X 2 1) 2 0 0— 3

Su yo t d n H Ro u tCo t o eh d f r PM S b s n r lM t o o M

Y u— e,Z A G Hu,T N G ojn H N i— i U R i n H N i A u -,Z A G Jam n w u( hn nvrt C i U i syo nn n ehooy Xuh u2 1 1 a e i fMii a d Tcn l, zo 2 16,C i ) g g hn aAbtat T ep r a etm gei snho o sm t ( MS s c:h em nn ant yc rnu oo P M) i wd l ue n teid s a apia o .o be r c r s ie sd i h nutl p l t nD u l y i r cico e I c nr l me o S u e o MS C n i e n e if e c s o h t e t d 1 er r p r me e a i ls d P o t t d i s d f r P M. o s r g t n u n e f t e ma ma i mo e r . a a t r v r— o h di h l h c o ai n a d e tr a it r a c s ec, i a e r s n s a t n xe n l d su b n e, t . t s p p r p e e t n H r b s o to t o o i r v e c n rl

p r r o h o u t c n rl me d t mp e t o to e f— h o h oma c . a e n t e mah ma c d l o MS o h q r ff n e c o d n t s sae e u t n x s b ih d n e B s d o t e t a mo e f P M n t e d, ee e c o r ia e, tt q ai s a e e t l e h il o a s

f r t e mie e s v t c nr l p o lm i u tb e w ih i g f n t n . r e o d r e t e ag r h o h o h x d sn i i H i t y o t r b e w t s i l eg t u c o s I o d r t e v o t m f t e o h a n i n i h l i d sg e o tolr te Ric t i e u l y i s le . i a l te e p r n a e ut r v h OT cn s f t e c n e i n d c n rl, c ai n q ai s ov d F n y,h x e me tl r s l p o e t e C/e t e s o o— e h t l i s hto tae y r lsr tg . Ke wo d p r n n g ei y c r n u tr y r s: e ma e tma n t s n h o o s moo;H c nr l o u tc nr l c o t;r b s o to o

1引言 P M采用高磁能积永磁材料励磁 .一般同 MS与

系统。且在高性能的调速场合 .往对电机转速并往调节的动静态性能要求较高，系统模型的不确定性、负载的扰动和测量模块的噪声带来的干扰也会影响电机的调速性能。

步电机相比，没有励磁绕组，效率更高，结构简单且易于实现控制【”。随着功率器件和电机控制技术的迅猛发展以及高性能永磁材料的不断出现 .

由于实际的物理系统和描述这一系统的数学模型之间总会存在差异 .因此导致了严格依赖于数学模型的控制算法在实际系统中不能达到预期的效果。鲁棒控制理论是对现代控制理论的补充和完善，是现代控制理论与实际工程相结合的产物。鲁棒控制理论所研究的对象为未知有界不确

价格低廉、体积小、性能高的永磁电机越来越显

现出它的优势。由于克服了直流电动机换向器和电刷带来的一系列限制。不存在励磁损耗而且调速性能优越，MS在航空航天、控机床、事装 P M数军备、电动汽车、器人、用电器等方面都得到了机家广泛应用【。尤其是在提倡低碳环保、 大力发展清洁能源的今天 .高效率的 P M无疑是推动低碳 MS经济发展的一支重要力量，必将成为未来交流调速的主流【

定模型，可以使得设计结果在不确定性的变化范围内保证系统的控制性能。未知有界不确定性模型包括结构不确定性和非结构不确定性两种。鲁棒控制理论是鲁棒控 H制理论的一个分支，以对这两种不确定性实现可

目前， M M广泛采用双闭环 P控制器。P PS I I控制器可以很好地满足单输入单输出线性系统，

然而 P S是一个非线性、 MM强耦合、多输入多输出定稿日期： 0 1 1— 1 2 1— 1 0作者简介：瑞文 ( 9 8,,苏连云港人，士研究鱼 16一)男江博

有效抑制【针对一个已知的标称对象采用 H鲁 。 棒控制理论设计控制器。以保证在给定的不确可定性范围内系统具有稳定性。目前解决鲁棒控是

制问题比较成功且比较完善的理论体系。在此针对 P M设计了一个 H MS鲁棒控制器来改善电机调节性能。

生，究方向为鲁棒控制、磁同步电机及 P研永 WM整流器。12 0