电机的反馈线性化控制

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反馈线性化控制器与id=O矢量控制器的比较

ｔｒｏｎｉｃｓ，ｍｏｔｏｒｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｙｃｇｏｎｔｉｎｕｅｄｔｏｄｅｅｐｅｎ，ｎｄａｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｐｅｍａｒｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ
的依赖性和其变化的敏感性均增强。
关键词：永磁同步电动机；ｄ＝Ｏ矢量控制器；反馈线性化控制器；仿真
中图分类号：ＴＭ３４１文献标志码：Ａ
ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎＢｅｔｗｅｅｎ＝ＯＶｅｃｔＦｅｅｄｂａｃｋＬｉｎｅａｒｉｚａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ
ｔｉｏｎ，ｆｅｅｄｂａｃｋｌｉｎｅａｒｉｚａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｐａｒｍｅａｔｅｓｒｔｏｔｈｅｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｎｄａｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｗｅｒｅｅｎｈａｎｃｅｄ．
ＳＯＮＧＸｉａｏ－ｊｉｎｇ
（ＺｈｏｎｇｈｕａｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＣｏｌｌｅｇｅ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３８０，Ｃｈｉｎａ）

异步电机反馈线性化解耦控制

ｗａｅｌｅ，ｅｓｓｅｓｏｏｄｄｎｍｉｎｔｔｅｆｒａｃｓｓａｉｄｔｙｔｍｈｗｓｏｙａｃａｄｓａｉｐｒｏｍｎｅ．ｒｚｈｇｃ
Ｋｅｒｓａｙｃｏｏｓｏｏ；ｅｄａｋｌｅｒｚｔｎｄｃｕｌｇｃｎｒｌｐｌｓｉｎｅｔｙｗｏｄ：ｓｈｎｕｔｒｆｅｂｃｎａｉａｉ；ｅｏｐｉｏｔ，ｏｅａｓｇｎｒｍｉｏｎｏｍｎ
１引言
实现异步电机高性能控制的关键是对其时变参数的准确识别和获得转速、磁链两个子系统间的完全解
性能，满足预先所期望的要求。仿真研究表明，这种
处理方案达到了期望效果，证卖了该方案在理论上的
正确性，并具有可行性。
ｌｅｒｚ．ｗｏｓｐａｅ２ｏｄｒｒｔｒｆｘａｄｒｔｒｓｅｄｓｂｙｔｍｓａｅｐｅｅｔｄｆｒｈｒｒ，ｉａｉｅｉＴｅａｔ．ｒｅｏｏｕｎｏｏｐｅｕｓｓｅｒｓｎｅｕｔｅｍｏｅｎｔｒｌｒｔｅｉｐｔｏｔｕｆｔｅａｙｃｒｎｕｔｒｓｓｅｗａｉｅｒｅ．ｈｎａｉｅｙｔｍｓＣｅｈｎｕ — ｕｐｔｏｓｎｈｏｏｓｍｏｏｙｔｍｓｌａｉｄＴｅｌｅｒｚｄｓｓｈｎｚｉｅａｂｎｓｌｅｔｅｌｅｔｍｔｔａｉｂｅｆｅｂｃｏｅａｓｇｍｅｔｈｏ．ｎｔｅｓｍｕａｉｎｔｅｏｖｄｗｉｔｎａｓｅｓａｅｖｒａｌｅｄａｋｐｌｓｉｎｎｅｒＩｉｌｔ，ｈｈｈｉｒｙｓｔｙｈｏｓｅｄｋｅｓｃｎｔｎｉｌｈｏｏｕｈｎｅ．ｈｙａｃｄｃｕｌｇｏｅｔｏｓｂｙｔｍｓｐｅｅｐｏｓａｔＷｈｅｔｅｒｔｒｆｘｃａｇｓｔｅｄｎｍｉｅｏｐｉｆｍｌｎｗｕｓｓｅ

内置式永磁电机状态反馈线性化解耦滑模控制

ｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｌｉｎｅａｒｉｚａｔｉｏｎｓｌｉｄｉｎｇｍｏｄｅｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒｈｅｔＩＰＭＳＭｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｂｙｎｏｎｌｉｎｅｒｓａｔａｔｅｆｏｅｄｂａｃｋａｎｄｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｔｒａｎｓｆｏｍａｒｔｉｏｎ，ｔｈｅｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｃｏｍｅｓｔｒｕｅｏｒｆｔｈｅＩＰＭＳＭｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｔｈｅｏｉｇｒｉｎａｏｕｓｍｏｔｏｒ（ＩＰＭＳＭ）ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｔｈｅｂａｄｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓｗｈｉｌｅｔｈｅｓｙｓｔｅｍｐａｒａｍｅｔｅｒｓｖａｉｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｎｅｗｃｏｎｔｒｏｌ
ＵＮＩＪｉ・０
（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｏｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｏｙａｎｇ４２２０００，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；２．ＭｅｃｈａｎｉｃｌａａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃｌＥａｎｉｎｇｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＪｉａｘｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｘｉｎｇ３１４００１，Ｚｈｅｊｉａｎｇ，ｈｉＣｎａ）

永磁同步电动机伺服系统的直接反馈线性化控制

（ｎｅｎｏａＵｉｒｉｆｅｈｏｏｙＨｈｈｔ０６，ｈｎ）ＩｎｒＭｏｇｌｎｖｓｙｏｃｎｌ，ｕｅｏ０２ＣｉａｉｅｔＴｇｅ１０
摘要：应用一种非线性控制方法一直接反馈线性化理
馈，可以把非线性系统化为线性系统。文献［、］２３采用逆系统理论研究了这一问题，目前还仅限于但
ｗｈｃａｏｌｅｒｃｎｒｌｍｅｈｄ．ｓｅｌｙｄｔｏｔｏｉｈｗｓａｎｎｉａｏｔｔｏｗａｍｐｏｅｏｃｎｒｌｎｏＰＭｎｔｉｐｐｒＴｅａｐｏｒｔｃｏｄｎｔｒｎｆｒｔｎＭＳｉｈｓａｅ＋ｈｐｒｐａｅｏｒｉａｅｔａｓｏｍａｉｉｏａｄｎｎｉｅｒｓａｅｆｅｂｃｒｂａｎｄｂｉｅｉａｉｅｏｎｏｌａｔｔｅｄａｋｗｅｅｏｔｉｅｙＬｅｄｒｔｓｆｒｎｖｖｏｔｕａｉｂｅ，ｔｈｃｈｎｕｕｐｔｒａｌｗｉｗｉｈｔｅｉｐｔ—ｏｔｕｆＰＭｙｔｍｖｈｕｐｔｏＭＳｓｓｅ
维普资讯
驱制
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饭持电棚２６第２０年１０期
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电流源型逆变器供电的电机；文献［、］４５应用微分

自动控制原理反馈线性化知识点总结

自动控制原理反馈线性化知识点总结自动控制原理中，反馈线性化是一种重要的技术手段，用于对非线性系统进行线性化处理，以便于运用线性控制理论进行分析和设计。

本文将对反馈线性化的知识点进行总结。

一、反馈控制的基本原理反馈控制是指系统通过测量输出信号并与期望信号进行比较，从而产生控制信号作用于系统，使其输出信号趋近于期望值。

反馈控制可以提高系统的稳定性、精度和鲁棒性。

二、非线性系统的线性化1. 线性化的概念线性化是指通过近似处理使非线性系统在某一工作点附近表现出线性系统的特性。

线性化可以使非线性系统的分析和设计更加简化。

2. 线性化方法（1）泰勒级数展开法：通过对非线性函数进行泰勒级数展开，并保留一阶或二阶项，得到线性化后的系统模型。

（2）局部仿射变换法：通过适当的仿射变换，将非线性系统线性化为线性系统。

（3）偏微分方程法：对非线性系统的偏微分方程进行线性化处理，得到线性系统的模型。

三、反馈线性化的基本原理1. 概念反馈线性化是指通过设计反馈控制器，将非线性系统转化为线性系统。

2. 反馈线性化的步骤（1）选择工作点：选择一个具有良好控制性能的工作点作为线性化的基准。

（2）线性化建模：使用线性化方法得到系统在工作点附近的线性模型。

（3）设计反馈控制器：设计合适的反馈控制器，使得线性化后的系统具有期望的响应特性。

（4）验证和优化：通过仿真或实验验证线性化的效果，并对控制器进行优化。

四、反馈线性化的应用1. 飞行器控制在飞行器自动控制系统中，应用反馈线性化技术可以将飞行器的动力学模型线性化，从而进行姿态控制、航迹控制等任务。

2. 汽车悬挂系统控制反馈线性化技术可以将汽车悬挂系统的非线性特性线性化，实现对车身姿态的控制，提高汽车行驶的稳定性和舒适性。

3. 机器人控制在机器人的运动控制中，通过反馈线性化技术可以实现对机器人姿态和轨迹的精确控制，提高机器人的定位和导航能力。

五、反馈线性化的优缺点1. 优点（1）能够将非线性系统转化为线性系统，利用线性控制理论进行设计和分析。

基于鲁棒H∞控制的永磁直线伺服系统反馈线性化速度跟踪控制的研究

电机系统节能基于鲁棒H∞控制的永磁直线伺服系统反馈线性化速度跟踪控制的研究蓝益鹏张琳琳(沈阳工业大学电气工程学院，沈阳110178)摘要高速，高精直线伺服系统要求实现对速度的快速精确跟踪，但是，由于模型的非线性和变量间的耦合给系统控制带来困难。

在高速、高精速度跟踪控制中，电流和速度的变化过程在时间尺度上相对接近，不能简单地采用磁场定向矢量控制方法实现静态解耦，否则电流和速度间的非线性耦合将破坏速度跟踪品质。

因此，采用状态反馈线性化方法来实现永磁直线同步电动机(PM LSM)模型的精确线性化和动态解耦。

利用非线性坐标变换和非线性反馈将系统解耦成独立的线性电流子系统和速度子系统。

通过设计鲁棒H。

控制器来实现速度跟踪控制。

仿真结果表明该方案PM L SM伺服系统具有良好的鲁棒速度跟踪性能。

关键词：永磁直线同步电动机；速度跟踪控制；非线性系统；反馈线性化；鲁棒H^．控制St udy on Feed B a ck L i near i zat i on S pee d-t r a cki ng C ont r ol of Li ne arSer vo Sys t em B ased on R obus t H∞C ont r olL a n Y i pe ng Z ha ng L i nl i n(School of E l ect r i ca l E ngi neer i ng，Shenyang U ni ve r si t y of T echnol ogy，Shenyang110178)A bs t r act T he r a pi d pr ec i s i on t r a cki ng of s peed i s r equi red i n hi gh s peed and hi gh pre ci si on l i nea rs er v o s y s t em s，b ut i t i sdi ffi cul t t o c ont r ol becaus e of t he nonl i nea r i t y of t he s ys t em m od el and t hecou pl i ng bet w een t he vari a bl es．T he va r i abl e proc es s es of t he c ur r e nt and s peed i s r e l at i v e propi nqui t y i nt he t i m e s ca l e，t her ef or e t he m agn et i c f i e l d di r ec t i ona l vect or cont rol m e t hod can not s i m p l y be used f ort he st at i c decoupl i ng，ot her w i se t he qual i t y of s peed t r a cki ng w i l l be da m a ge d by t he nonl i ne ar cou pl i ngbet w een t he c ur r e nt and s peed．T he f eed back l i ne ar i zat i on m et h od is us ed t o achi eve t he pr ec i s i onl i ne ar i zat i on and dyna m i c decoup l i ng of t he per m anent—m agnet l i nea r s ynchr onous m ot or(PM L SM)s er v o s yst em．T he nonl i ne ar coor di nat e com m ut at i on and nonl i ne ar f eed back ar e used f or decoup l i ng t hes er v o t o unat t ach edl i ne ar c u r r ent s ub—sys t em and s peed s ub—s y s t em．A r obust H—cont r ol l er isdes i g ned t o r e al i z e spee d．t r acki ng c ont r01．S om e s i m ul a t i on r esu l t s sho w t h at t hi s cont rol s ch em e m ak est he PM L SM s er v o s ys t em have goo d r obust s pe ed—t ra c ki ng per form ance．K ey w or ds：per m anent—m agnet l i nea r s ynchr onous m ot or；s peed t racki ng con t r ol：non l i nears ys t em：f eedbackl i nea^zat i on：r o bus t H。

输入输出反馈线性化

的特征值在左半开平面，则整个状态反馈控制律为
u
a c
[sin(
x1
)
sin
]
1 c
(k1x1
k2
x2
)
消去非线性项的方法普遍适用吗？显然不能希望每个
非线性系统都能消去非线性项，但一定存在具有某种结构
特性的系统，允许消去非线性项。不难看出，如果通过相减消去非线性项 (x) ，则控制器 u 和非线性项 (x) 必须以
现在就可以用线性控制理论求解这个跟踪控制问题
了。
上述讨论表明，有时对输入-输出映射进行线性化更有意义，即使以保留一部分状态方程的非线性为代价。这种
情况称系统为可输入—输出线性化的。注意应用输入-输出线性化，线性化的输入-输出映射并不能说明系统的全部动态特性。在前面例子中，整个系统表示为
x1 a sin x2 x2 v y x2 注意，状态变量 x1 和输出 y 没有联系，换句话说就是线性
非线性项可以通过控制
u
x12
a
1 cos
x2
v
消去，当 / 2 x2 / 2 时，上式有明确定义。要求出新
坐标系 (z1, z2 ) 中的状态方程，可通过逆变换，即用 (z1, z2 )
表示 (x1, x2)
x1 z1
x2
sin 1
z2 a
9
非线性控制：输入—输出反馈线性化
上式当 a z2 a 时有定义。变换后的状态方程为
18
非线性控制：输入—输出反馈线性化
y(2)
(Lf h) [ f x
(x)
g(x)u]
L2f h(x)
Lg Lf h(x)u
同样，如果 Lg Lf h(x) 0 ，则 y(2) L2f h(x) ，且与 u 无关。重

基于直接反馈线性化的永磁同步电动机速度跟踪控制

大进展ｎ，过坐标变换与状态反馈，以把非线性系统化为线性】通可
‘ ｛ｆ（）：ｉ
ｘ
：
） ‘ “ ＋ｇ
＾
（）１
其中，）ｇ）矢量函数，统（）相对阶（ｌｔｅｄ．（，（是系１的ｒａｖｅｅｉ
系统。文献【，】２３采用逆系统理论研究了这一问题，目前还仅限但
ＳｐｅａｋｎｎｒｌｆＰＭＳＭｓｄｏｒｃｅｂｃｉｅｒａｉｎｅｄＴｒｃｉｇＣｏｔｏｏＢａｅｎＤｉｔＦｅｄａｋＬｎａｉｔｅｚｏ
浙江大学（州３０２）刘栋良杭ｌｏ７赵光宙
另外，永磁同步电动机是一个非线性系统，含有角速度 ∞ 与电它
了对速度的影响。
．
２直接反馈线性化原理
本节先以单输入单输出（ＩＯ）ＳＳ系统为例简单介绍直接反馈线性化的原理，从系统的输出方程出发得到所需的坐标变换与状态
【中图分类号】Ｍ３１【Ｔ４文献标识码】【Ａ文章编号】００３８（０６０．０８０１０．８６２０）２００ —３
１引言
随着永磁磁性材料、半导体功率器件和控制理论的发展，永磁同步电动机（ＭＭ）在当前的中、ＰＳ小功率运动控制中起着越来越重要的作用。它具有如下的优点：结构紧凑、高功率密度、高气隙磁通和高转矩惯性比等。因此，在伺服系统中越来越被广泛应用。
ｎｒａＩｏｔｌａｄｐｖｓｔｅｖｉｉｄｆａｉｉｔｆｄｓｇｅｙｔｍ．ｏｌＰＤｃｎｒ，ｎｒｅａｄｔａｓｂｌｏｅｉｄｓｓｅｍｏｏｈｌｙｎｅｉｙｎ

基于SVPWM永磁同步电机反馈线性化控制

基于SVPWM永磁同步电机反馈线性化控制作者：刘小河王鹤华来源：《现代电子技术》2013年第12期摘要：为了实现对永磁同步电机很好控制的目的，采用反馈线性化的方法，通过求取输出变量的李导数，得到需要的坐标变换和状态反馈变量，设计了控制器。

利用MatLab7.6/Simulink做了基于SVPWM的永磁同步电机的反馈线性化控制仿真实验。

在加不同大小负载的情况下，验证算法对不同负载速度跟踪的效果，获得了反馈线性化控制对永磁同步电机跟踪控制效果好的结果，得到了反馈线性化控制具有很好的鲁棒稳定性，是控制非线性系统的一个好方法结论。

关键词：永磁同步电机；反馈线性化； SVPWM 跟踪控制；鲁棒稳定性中图分类号： TN911⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）12⁃0159⁃040 引言近年来，随着高性能永磁体材料技术、电力电子技术和微电子技术，特别是矢量控制理论和自动控制理论的发展。

使得永磁同步电机控制系统得到了迅速的发展[1]。

作为一个非线性系统，对其进行精确的控制受到了很多学者的研究和关注，其中一个基于反馈线性化的研究也取得了很快发展，已经成功地解决了许多问题，并且在一定领域上取得了很好的控制效果。

该方法是通过计算输出变量的李导数，得到需要的坐标变换量和状态反馈控制量，使非线性问题转化为线性问题。

其中文献[2]研究了异步电机的反馈线性化控制问题，并取得了不错的控制效果，文献[3]研究了永磁同步电机的反馈线性化的位置控制。

从以上结果来看，在模型精确化后反馈线性化控制对一类非线性系统有很好的控制效果。

总而言之反馈线性化是一个很好处理非线性系统方法。

2 永磁同步电机数学模型永磁同步电机的定子和普通电励磁三相同步电机的定子是相似的。

如果永磁体产生的感应电动势与励磁线圈产生的感应电动势一样，也是正弦的，那么永磁同步电机的数学模型与电励磁同步电机基本相同[1]。

为简化分析，作如下假设：忽略铁心饱和效应；气隙磁场呈正弦分布；不计涡流和磁滞损耗；转子上没有阻尼绕组，永磁体也没有阻尼作用。

基于微分几何反馈线性化的PMSM混合H2／H∞控制

ｔｅｗａｅｅｔｄ，ｕｉｇｄｆｅｅｔａｇｏｔｃｍｅｈｄｈｓｓｌｃｅｓｉｒｎｉｌｅｍｅｒｔｏ．Ａｎｈｎｔｅｅｔｒａｉｔｒａｃｘｓｉｇｉｙｔｍｐｒｔｎｗｓｎｉｄｔｅｈｘｅｎｌｄｓｂｎｅｅｉｔｎｓｓｅｏｅａｉａｕｎｏ
— ｈｎｃｅｇ
（ｉｇａｎｖｒｔ，ｘ２４２，ｈａＪｎｎｎＵｉｅｉＷｕｉ１１２Ｃｉ）ａｓｙｎ
ＡｂｔａｔＡｉｄｔｅｓｅｄｃｎｒｌｒｂｅｏｅｍａｅｔｍａｎｔｙｃｒｎｕｅｒｓｓｍ，ｆｓｙｏｌｅｒｄｌｓｒｃ：ｍｅｔｐｅｏｔｏｌｍｆｐｒｎｎｇｅｎｈｏｏｓｓｎ０ｙｔｏｈｏｐｓｅｉｔ，ｎｎｉａｒｌｎｍｏｅｏｅａｅｔｍａｎｔｙｃｒｎｕｅｓｓｍｓｃｎｅｔｄｉｔｉｅｒｄｌｈｓｕｔｂｅｐｒｏａｃｎｅｎｔｎｏｆｐｒｎｎｇｅｎｈｏｏｓｓｎｏｙｔｗａｏｖｒｅｏｌａｍｓｅｎｎｍｏｅｏｅｓｉｌｅｆｒｎｅｉｄｘｆｃｉｆｗａｍｕｏ
Ｍｉｅ２ＨＣｏｔｏｆＰＳｓｄｏｆｅｅｔｌＧｅｍｅｒｅｄａｋＬｉｅｒｚｔｎｘｄＨ／ｎｒｌｏＭＭＢａｅｎＤｉｒｎｉｏｔｙＦｅｂｃｎａｉａｉａｏ
４Ｄａ．Ｎ一ｕ，，，

基于五段式SVPWM的永磁同步电机反馈线性化直接转矩控制

基于五段式SVPWM的永磁同步电机反馈线性化直接转矩控制作者：邱赫男王旭东李志伟那日沙来源：《哈尔滨理工大学学报》2015年第06期摘要：针对永磁同步电机（PMSM）直接转矩控制系统存在转矩和磁链脉动较大的问题，引入反馈线性化理论，结合空间矢量脉宽调制技术（SVPWM），提出了使原系统实现输入输出线性化控制的改进方法。

首先分析了控制系统实现反馈线性化的条件，给出了线性化系统控制模型，采用五段式SVPWM的控制算法，最后与传统直接转矩控制系统进行了仿真对比。

结果表明，基于SVPWM的永磁同步电机反馈线性化直接转矩控制系统显著抑制了转矩和磁链的脉动，并且具有理想的动静态性能。

关键词：永磁同步电机；直接转矩控制；反馈线性化；SVPWM中图分类号：TM341 文献标志码：A 文章编号：1007-2683（2015）06-0065-060 引言永磁同步电机的直接转矩控制凭借着良好的动态性能和较强的鲁棒性，受到了国内外电力电子技术界和产业界的广泛关注。

传统的直接转矩控制采用bang-bang控制策略，这使得转矩和磁链脉动很大。

为此，国内外学者在近年来做了大量的研究。

西安交大何栋炜等人采用了卡尔曼滤波磁链观测器对磁链进行估计，这种方法减小了转矩脉动。

美国威斯康星大学电气工程系的Robert D.Lorenz教授提出了无差拍直接转矩和磁链控制（DB-DFTC）控制方法。

Wei Xu 提出一种低开关频率下的无差拍直接转矩控制器，使得开关损耗达到了最小化。

永磁同步电机的数学模型具有多变量、强耦合的非线性特点，反馈线性化方法能通过对系统进行坐标变换和状态反馈，在输入与输出之间建立线性关系，从而将非线性系统转变成线性系统，实现系统解耦。

通过反馈线性化技术获得的线性模型是精确的状态变换的结果，这样就可以采用线性化理论来设计控制器。

SVPWM技术作为一种优化的PWM技术，能明显的减小逆变器输出电流的谐波成分，降低脉动转矩，且其控制简单，数字化实现方便，电压利用率高。

高压直流输电系统的反馈线性化控制器设计及仿真

下式表示直流电流方程：
，ｄ＝ｋｌ，ｄ＋ｋ２ｃｏｓ＋ｋ３ｃｏ与８）．（２）
一
示。
如果对（２）式进行定义：，（）＝ｋｌ，ｇ（ｘ）＝１，ｕ＝ｋ２ｃｏｓ
由图１得到直流电流的表达式为
１
＝
线出现短路故障，使系统的正常运行出现不稳定，直流输电系统的基本稳态调节特性为：整流侧由定电流特性和定
。
特性，逆变侧由定６０特性和定电流特性组成－２。
ＨＶＤＣ系统内在的非线性使控制器的设计成为难点，整流侧和逆变侧的触发角对直流电流的变化率很敏感，当故障被清除时将导致直流电流和电压的振荡，这种振荡将会损坏换流阀＿３ “Ｊ。本文提出一种简单的反馈线性化方法设计
．＿＿
同压直流输电系统的反馈线性化控制器设计及仿真
Ｅｊ
】
朱红萍，李白雅，李燕
（湖南科技大学信息与电气工程学院，湖南湘潭４１１２０１）
摘
要：为了改善直流输电系统在各种运行条件下的鲁棒性，提出一种反馈线性化控制器。通过建立反馈线性化控制
可以把系统看成是伪线性的，反馈线性化控制器为ｕ（一，（）ｔ，），
输电线路的等值电阻和，
收稻日期：２０１３— ０１— ２２
基金项目：湖南省教研项目（２０１０— ２２４）；湖南科技厅项目（２０１ｌＦＪ６０２８，２０１２ＧＫ３０９９）作者简介：朱红萍（１９７０一），女，湖南娄底人，副教授，博士，主要从事基于新型换流变压器的直流输电系统新理论，电能质量分析控

交流电机控制系统中的几种控制算法分析介绍

交流电机控制系统中的几种控制算法分析介绍1 引言随着电力电子器件及微电子器件的迅速发展，以及现代控制理论在交流调速传动中的具体应用，从一般要求的小范围调速传动到高精度、快响应、大范围传动；从单机传动到多机传动协调运转，几乎都可采用交流传动。

但交流电机本质上是一个非线性的被控对象，电机参数在实际应用中会发生变化，而且可能存在比较严重的外部干扰。

经典控制理论不能克服负载、模型参数的大范围变化及非线性因素的影响，因而控制性能将会受到影响。

要获得高性能的交流电机控制系统，就必须研究先进的控制算法以弥补经典控制的缺陷和不足。

近年来，随着现代控制理论的发展，先进控制算法被广泛应用于交流电机控制系统，例如自适应控制、滑模变结构控制、神经网络控制、模糊控制等，并取得一定成果。

因此，这里将简要介绍目前交流电机控制系统中应用较多的几种控制算法。

2 交流电机控制系统的控制算法2．1 PI控制PI控制器以其简单、有效、实用的特性，广泛应用于交流电机控制系统。

交流电机调速系统的速度环和电流环调节器均使用PI 控制器。

但交流电机是一个强耦合的非线性对象，并且其应用环境较为复杂且常常存在各种干扰，电机参数也会在运行过程中发生变化。

因此，PI控制器在交流电机调速中由于自身特点还存在不足，例如：PI控制器直接获取目标和实际之间的误差，这样就会由于初始控制力太大而出现超调，从而无法解决快速性和稳定性之间的矛盾；控制过程中，PI参数一旦确定，则无法在线自调整以适应对象参数的变化，即同一PI参数一般难以适用不同电机转速；PI控制器参数适用控制对象范围小。

所以交流电机采用PI控制难以取得令人满意的调速性能，尤其是在对控制精度要求较高的场合。

近年来，出现了模糊PI、自适应PI、神经网络PI等新型PI控制器，在一定程度上改善、提高了交流电机的调速性能。

2．2 模糊控制模糊控制是利用模糊集合来刻画人们日常所使用概念中的模糊性，使控制器更逼真模仿熟。

输入输出反馈精确线性化他励直流电动机转速控制

直流电动机由于具有良好的控制性能，主要应用于高性能调速系统。随着科学技术的发展。们对电动机的控制精度人的要求越来越高。目前电动机调速系统仍在广泛应用的传统
制器结构复杂，利于工程实现等缺点。从实用角度来看。不实现非线性系统完全精确线性化并不比部分精确线性化更为理想［所以。究基于输入输出线性化方法具有很高的６１。研
统线性化方法设计的转速控制器动态性能变得十分困难。
１他励直流电动机非线性模型及平衡点分析
电动机控制的目标是控制电动机转速按照期望的指标运行。对于他励直流电动机非线性系统，取＝ ∞ ｉｉ选（ｏｔ作）
为状态变量，励磁电压为控制量，ＵＵ，统状态方程选即＝ｒ系［７１可写为＝）ｇ “ ＋（）（）１
随着非线性控制理论的发展．使得在系统建模和系统控制中采用非线性方法成为可能。特别是以微分几何为工具发展起来的反馈线性化方法受到了普遍的重视。它的核
Ｌａｇ，Ｓａ－ａｇＵｉ — ｎＵＦｎＨＩＸｉｏｙｎ，ＬＢｎｗｅ
（ａａＡｒｎｕｉｌｎｓｏａｔａＵｉｒｉ，Ｙｎａ２４０，ｈｎ）ＮｖｌｅｏａｔａａｄＡｔｎｕｉｌｎｖｓｙａｔｉ６０１Ｃｉａｃｒｃｅｔ

永磁同步电动的反馈线性化控制

了非线性控制技术的发展，自如适应控制、滑模变结
构控制等。本文讨论反馈线性化控制方法，给出并了它的仿真结果。
２永磁同步电动机的数学模型
典型的伺服驱动系统如图ｌ所示，由永磁同它
步电动机、位置／速度传感器、三相ＩＢＧＴ逆变器和控制器组成。控制器根据位置和电流的反馈信号，按维普资讯 http://ww ２．２Ｏ０２年第２期
（电机电器技术）
・电机电器技术・
永磁同步电动机的反馈线性化控制
杜娟，强，许贾正春摘（中科技大学电气与电子工程学院，华武汉市４０７）３０４
要：针对交流永磁同步电动机（ＭＭ）Ｐｓ多变量、强耦合、线性的特点，非设计了状态反馈线性化
中图分类号：Ｐ７Ｔ２３
文献标识码：Ａ
文章编号：０４０６ｅｍ）２—００１０ —０５（０００２—０３
ｌ引言
交流永磁同步电动机具有高功率密度和转矩惯量比．而在伺服驱动方面得到了广泛应用，实现从并
了很多种高性能矢量控制算法，Ｐ，Ｉ如ＩＰＤ控制，这
控制器，用于速度环的调节。该方法可将原系统有效的解耦线性化，然后利用线性化方法进行综合。仿真结果证明，该算法可以得到理想的动静态性能。
关键词：永磁同步电动机；馈线性化控制器反
ＦｅｄａｋＬｉａｉｅｎｒｌｒｆｒＰＭＳｅｂｃｎｅｒｓｄＣｏｔｏｌｏｅＭ

状态反馈精确线性化永磁同步电动机转速控制

中图分类号：Ｍ３１２Ｔ２１７Ｔ０．；Ｐ７．２文献标识码：Ａ文章编号：０７４９２０）１０２ — ４１０ — ４Ｘ（０７０ — ０１０
ＳｅｄｃｎｒｌｏｅｍａｅｔｍａｎｔｓｎｈｏｏｓｍｏｏａｅｐｅｏｔｏｆｐｒｎｎｇｅｙｃｒｎｕｔｒｂｓｄｏｘｃｉｅｒｚｔｏｉｔｔａｉｂｅｆｅｂｃｎｅａｔｌａｉａｉｎｖａｓａｅｖｒａｌｅｄａｋｎＭＥＧＺａ－ｎ，ＳＮＣａｇｚｉ，Ａｕ－ｎ，ＹＡＧＨｎ — ｉＮｈｏｕｊＵｈｎ —ｈＮＹｅｊｕＮｏｇｍｎ
２ｕｏａｏｃｏ１Ｌａｎｎｓｔｔｏｉｃｎｅｈｏｇ，ｅｘ１０２ｃｉ）．ＡｔｍｔｎＳｈｏ．ｉｏｉｇＩｔｕｅｆｅｅａｄＴｃｌｙＢｎｉ２，ｈｎｉｎｉＳｎｃｎｏ１７ａ
ＡｂｔａｔＴｅｆａｉｉｔｆｄｓｇｉｇｃｎｒｌｒｆｒｃｎｒｌｅｍａｅｔｇｅｙｃｒｎｕｔｒｓｅｄｉｓｒｃ：ｈｅｓｂｌｙｏｅｉｎｎｏｔｌｏｔｒｎｎ — ｉｏｅｏｏｐｍａｎｔｎｈｏｏｓｍｏｏｐｅｓｓｐｏｏｅｙｕｉｇｄｆｒｎｉｌｇｏｔｈｏｙＴｅｒｔｎｅｏｏｔｌｎｅｍａｅｔｇｅｙｃｍ— ｒｐｓｄｂｓｉｅｅｔｅｍｅｒｔｅｒ．ｈａｉａｆｃｎｒｌｇｐｒｎｎ — ｎａｙｏｌｏｉｍａｎｔｓｈｎｎｕｔｒｓｅｄｉｉｔｏｕｅｔｉｅｅｔｌｅｍｅｒｔｏａｅｎｍａｈｍａｉｄ１ｈｅｃｎｉｏｓｍｏｏｐｅｒｄｃｄｗｉｄｆｒｎｉｏｔｍｅｈｄｂｓｄｏｔｅｔｍｏｅ．Ｔｏｄ — ｓｎｈｆａｇｙｃｔｎｏｕｐｔｕｃｏｈｓｎａｐｅｓｄｄｃｄａｄｔｅｅａｔｉｅｒｚｔｎｏｅｍａｅｔｍａｎｔｓ・ｉｆｏｔｕｎｔｎｃｏｅｓｓｅｄｉｅｕｅｘｃｎａｉｉｆｐｒｎｎ・ｇｅｙ・ｏｆｉｎｈｌａｏ・ｎｃｒｎｕｔｒｍｏｅａｅｎｃｍｐｅｅ．Ａｐｌｉｇｔｅａａｙｉｒｓｌ，ｔｅｓａｅｆｅｂｃｏｔｌｒｉｈｏｏｓｍｏｏｄｌｄｂｅｏｌｔｄｈｐｙｎｌｓｓｅｕｔｈｔｔｄａｋｃｎｒｌｈｎｓｅｏｅｓ

DC／DC变换器基于状态反馈精确线性化的Back-stepping控制器设计

明，方法设计的控制器对输入电压扰动和负载扰动具有良好的鲁棒性，控制器简单易实现。该且
关键词：ＣＤＤ／Ｃ变换器
Ｂｃ变换器ｕｋ
非线性控制
状态精确线性化
反向递推
ＡｓａｔＣＤｏｖｒｒｓｐｃｌｗｔｉｇｎｎｉａｓｍｎｔｉｐｐｒｎａｉｅｎｎｎａｍｄｌｆＣ（ｕｒｎｃｎｕｔｎｍｄ）ｂｔｃ：Ｄ／Ｃｃｎｅｅｉａｔｉｉｈｎｏｌｅｒｙｔ．ＩｓａｅｆｎｏｌｅｒｏｅｏＭｃｒｔｏｄｃｏｏｅｒｔｙａｓｃｎｓｅｈａｆｉＣｅｉ
［图分类号］Ｍ６［献标识码］［章编号］００３８（０７０ —０３０中Ｔ４文Ａ文１０ —８６２０）４０Ｄ／Ｃ变换器结构简单，ＣＤ成本低，重量轻，控制和分析方便，在电力电子领域和控制领域中都得到了广泛的应用。ＣＤＤ／Ｃ变换器的控制方法一直是专家们研究的热点。近年来对于Ｄ／ＣＣＤ变换器不少学者提出了许多新的控制方法，如最优控制ｎ，滑模控制
Ｂｕｋｃｎｅｔｒｈｓｂｅｅｎｔｔａａｌｅｄａｋｅａｔｌｅａｉａｉｎｍｏｌｈｓｂｅｅｖｄｂａｅｎｔｅｄｆｅｅｔａｅｍｅｒｃｏｖｒｅａｅｎｓｔｕｐａｄｓａｅｖｒｂｅｆｅｂｃｘｃｉｒｚｔｄｅａｅｎｄｒｅｓｄｏｈｉｆｒｎｉｌｇｏｔｙｉｎｏｉ

永磁同步电机及控制策略

永磁同步电机及控制策略1 引言 (1)2 永磁同步电机的数学模型 (1)2.1永磁同步电机的结构 (1)2.2 永磁同步电机的数学模型 (3)3 交流伺服系统的几种主要控制策略 (5)3.1基于稳态模型的控制策略 (5)3.2基于动态模型的控制策略 (5)(1)矢量控制 (5)(2)直接转矩控制 (6)(3)反馈线性化控制 (6)(4)自适应控制 (6)4 永磁同步电机伺服系统的矢量控制 (6)4.1 永磁同步电机中的坐标变换 (8)① Clarke变换 (8)② park变换 (10)i=0控制原理分析 (12)4.2d4.3控制系统结构及原理 (13)4.4 空间矢量脉宽调制(SVPWM)原理 (14)1 引言对于一个完整的交流伺服驱动控制系统，是以电动机为控制对象，以控制器为核心，以功率变换装置为执行机构，在自动控制原理的指导下组成的电气传动自动控制系统。

这类系统控制电动机的转矩、转速和转角，将电能转化为机械能，实现运动机械的运动要求。

对交流伺服驱动控制系统进行研究，首要问题是对控制对象进行准确而完备的数学描述。

随着永磁材料的不断开发及成熟，永磁电动机在交流伺服系统中拥有了越来越重要的地位。

永磁电动机一般在转子或定子上装有永磁磁钢，以产生恒定磁场，由于永磁体可以产生很强的磁场，所以其具有较高的功率密度和较小的体积，从而使得永磁电动机伺服系统具有较高的性能指标，因此被广泛地应用在运动伺服系统中。

2 永磁同步电机的数学模型2.1永磁同步电机的结构三相永磁同步电动机 (PMSM)的特点是用永磁体取代绕线式同步电动机转子中的励磁绕组，从而省去了励磁线圈、滑环和电刷，以电子换向实现无刷运行。

PMSM 的定子与绕线式同步电动机基本相同，要求输入定子的电流仍然是三相正弦的，所以称为三相永磁同步电动机。

永磁同步电动机也由定子、转子和端盖等部件构成。

电机的定子指的是电机在运行时不转动的部分。

定子与普通感应电动机基本相同，也采用叠片结构以减小电动机运行时的铁耗。

控制系统中的反馈线性化与非线性控制

控制系统中的反馈线性化与非线性控制在控制系统中，反馈线性化与非线性控制是两种常见的控制方法。

本文将介绍这两种控制方法的原理、优势和应用场景。

一、反馈线性化控制反馈线性化控制是一种通过对系统进行合理的反馈设计，使非线性系统在某种条件下表现出线性特性的控制方法。

其基本原理是通过对系统输出与状态变量的测量，设计一个适当的反馈控制量来抵消系统的非线性成分，使系统整体呈现线性特性。

反馈线性化控制的优势在于对于非线性系统，可以通过合适的线性化方法，将非线性控制问题转化为线性控制问题，这样就可以利用线性控制理论进行分析和设计。

同时，反馈线性化控制还具有更好的鲁棒性和稳定性，能够在系统参数变化和外界扰动的情况下依然保持较好的控制性能。

反馈线性化控制的应用范围非常广泛，包括机器人控制、飞行器控制、汽车控制等领域。

例如，在机器人控制中，通过对机器人状态的反馈测量和适当的控制策略，可以使机器人在复杂环境中实现高精度的运动控制。

二、非线性控制非线性控制是指在控制系统中使用非线性控制器来对非线性系统进行控制的方法。

相比于线性控制，非线性控制能够更好地适应系统的非线性特性，并提供更强大的控制能力。

非线性控制方法有很多种，其中常见的包括PID控制、模糊控制和神经网络控制等。

这些方法通过对系统进行建模和控制器的设计，可以实现系统的稳定性、鲁棒性和响应速度等性能指标的优化。

非线性控制广泛应用于工业过程控制、电力系统控制、自动驾驶等领域。

例如，在电力系统控制中，非线性控制能够有效地解决电力系统中的稳定性和电压控制等问题，提高系统的可靠性和性能。

总结：控制系统中的反馈线性化与非线性控制是两种常见的控制方法。

反馈线性化控制通过合理的反馈设计将非线性系统转化为线性控制问题，具有较好的鲁棒性和稳定性；非线性控制则直接针对非线性系统进行控制，能够更好地适应系统的非线性特性。

这两种控制方法各有优势，并在不同领域有着广泛的应用。

在实际应用中，根据具体系统的特点和控制要求来选择适合的控制方法，才能取得理想的控制效果。

非线性控制8反馈线性化课件

局部线性化
将非线性模型在某一工作点附近进行线性化，忽略远离该点的输入和输出值。局部线性化适用于工作点附近的分析和设计。
03
全局线性化
将非线性模型在整个工作范围内进行线性化，考虑所有可能的输入和输
出值。全局线性化适用于全局范围内的分析和设计。
反馈线性化的原理
反馈线性化的基本思想是通过引入适当的反馈控制器，使得非线性系统的输出能够跟踪期望的参考轨迹。
线性系统
指系统的输出与输入之间存在线性关系的系统，即输出量是输入量的线性组合。
非线性系统的特性
输入与输出关系复
杂
非线性系统的输入与输出关系通常比较复杂，无法简单地通过线性方程来描述。
动态行为多样
非线性系统的动态行为多种多样，可以表现出混沌、分岔、自激振荡等复杂行为。
对初始条件敏感
非线性系统的状态对初始条件非常敏感，即使初始条件只有微小的变化，也可能导致系统状态的巨大差异。
馈线性化的应用领域。
研究如何将8反馈线性化与其他控制方法相结合，以获得更
好的控制效果。
THANKS
感谢观看
非线性控制8反馈线性化课件
目录
• 非线性系统概述 • 反馈线性化原理 • 非线性系统的8反馈线性化方法 • 8反馈线性化在非线性系统中的应用 • 8反馈线性化的优势与挑战
01 非线性系统概述
非线性系统的定义非线性系统源自指系统的输出与输入之间存在非线性关系的系统，即系统的输出量与输入量之间的关系不是线性的。
总结词
利用自适应算法调整反馈增益，实现非线性系统的线性化控制。
详细描述
基于自适应反馈的方法是通过引入自适应控制器，利用自适应算法不断调整反馈增益，使得非线性系统的状态轨迹能够跟踪期望的线性系统轨迹。这种方法的关键在于设计合适的自适应算法，以保证系统的稳定性和跟踪性能。

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id x iq , 式中 m
令 Kc
3 pn f , r pnm 2
则
1 Rs L id r iq L ud id f Rs 1 iq r id L iq L r L uq m kc T1 J iq J
关键词：永磁同步电动机
，双闭环控制，反馈线性化控制
Abstract：On the basis of further research of the feedback linearization
technology ,by choosing proper state transformation and control transformation， the model of PMSM is input-output linearized，and then a feedback linearization controller is designed for decoupling control ,proposed feedback linearization control system of PMSM is simulated based on Matlab / Simulink platform． It is shown by the results that during a certain range of speed，this strategy can give good control performance than the traditional PI controller， but simultaneously this system is very sensitive to the variance of parameters of the motor.
参考文献：
[1]李志民，张遇杰编著，同步电动机调速系统，北京：机械工业出版社，1996 [2]暨绵浩，永磁同步电动机及其调速系统综述和展望，微特电机，2007，(3) [3]许峻峰，冯江华，许建平，永磁同步电动机控制策略综述，机车电传动， 2005， 3：7-1l [4] 宋晓晶,永磁同步电动机反馈线性化控制系统研究.硕士学位论文，2008
为4.26%，又由闭环系统设计时取 =0．707，进而知道其理论超调量为4.3% 3-2 空载启动，稳定运行后负载突变：转速=50rad/s.在t=0-1s时，转矩为零，当t=1s时，使转矩突变为40N*m
两相旋转坐标系下电流仿真波形图
两相静止坐标系下电流仿真波形图
转速仿真波形图当电机空载稳定运行后，突然加载，，其实际动态降落为18.364%。又由于闭环系统 0.707 时，抗扰性能的参数动态降落的理论值应为18.5%。
KEY WORDS：PMSM，
control
double closed loop PI control，feedback linearization
1、绪论
1-1永磁同步电动机发展概述【1】
1983年铷铁硼永磁材料问世，其磁特性和物理特性优异，成本低廉且材料来源有保证，由于我国拥有占有世界蕴藏量80％以上的铷资源，所以在开发高磁场永磁材料(特别是铷铁硼永磁材料)方面具有得天独厚的有利条件，我国的铷铁硼永磁材料特性水平已经达到世界的先进水平，为永磁同步电动机的发展提供了基础。上个世纪20年代，美国GE公司利用铁氧体磁钢研制出第一批微型永磁同步电动机(PMSM)，但功率很小。自1984年起，各工业发达国家竟相研制高性能永磁同步电动机。其自身特点如下： (1)电动机的转速与电源频率间始终保持准确的同步关系，控制电源频率就能控制电机的转速。 (2)永磁同步电动机具有较硬的机械特性，对于因负载的变化而引起的电机转矩的扰动具有较强的承受能力。 (3)永磁电机转子上有永久磁铁，无需励磁，因此电机可以在很低的转速下保持同步运行，调速范围宽。与传统的异步电机相比，永磁同步电动机的优点在于： (1)明显的节能效果。永磁同步电动机用永磁体代替电励磁，且无励磁损耗，由于定、转子同步，转子铁心没有铁耗，因此永磁同步电动机的效率比电励磁同步
为了实现解耦选择 id 和 r 为系统输出则
y
y1 h1 ( x) id , y2 h2 ( x) r
R h1 h 1 1 [ f ( x) g1 ( x)ud g 2 ( x)uq ] L f h1 id s id r iq ud x x x L L kc 1 iq TL ) J J
模块 2: alfabata-dq 模块
其中 3、4 模块实现的是α -β 坐标系和 abc 坐标系之间的互换。其结构框图如图模块 3：alfabata-abc 模块
模块 4：abc-alfabata 模块
2-3PMSM 反馈线性化控制器的设计
在d-q坐标系下，PMSM的数学模型如下的形式
f ( x) g1 ( x)ud g2 ( x)uq x
电机的反馈线性化控制
摘要：在深入研究反馈线性化技术的基础上，通过选取适当的状态变换和控制
变换，将永磁同步电动机的模型输入输出线性化，并设计了反馈线性化控制器，实现了 PMSM 的解耦控制，并基于 Matlab/simulink 对永磁同步电动机反馈线性化控制系统进行了仿真。仿真结果表明，系统在一定的调速范围内较传统 PI 控制器有较好的控制性能，但同时对参数的变化具有很强的敏感性。
2、PMSM 矢量控制系统模型【2】
在分析 PMSM 数学模型的基础上，提出了建立 PMSM 矢量控制系统仿真模型的方法，系统设计框图如图。
根据模块化建模的思想，控制系统分割为各个功能独立的子模块，其中主要包括：反馈线性化控制器模块、PMSM本体模块、坐标变换模。块等。
2-1PMSM 本体模块【4】
又由线性系统的极点配置理论设计v1 、v2 ：
其模型如图：
3 PMSM反馈线性化控制系统仿真结果
3-1空载运行：转速 r =50rad／s， TL =0N·m；
两相旋转坐标系下电流仿真波形图
两相静止坐标系下电流仿真波形图
转速仿真波形图
在电机空载运行时，转速实际输出波形的峰值为52.13rad/s其实际超调量
m pn ( 2 L f h2 pn y
ห้องสมุดไป่ตู้
r pn m y2
kc pn ( Lr id Rs iq f r uq ) JL
r 1 id , v2 y2 接着设虚拟控制量： v1 和 v2 ，令 v1 y
电动机和异步电动机高，而且不需要从电网吸取滞后的励磁电流，从而大大地节约了无功功率，极大地提高了电机的功率因数。因此，永磁同步电动机比异步电动机节电，效率高。 (2)稀土永磁同步电动机较异步电机尺寸大大减少，成为高密度，高效率的电机。 (3)转子结构大大简化，提高了电机运行的稳定性。永磁同步电动机，按照定子绕组感应电动势波形的不同，可分为正弦波永磁同步电动机和梯形波永磁同步电动机，正弦波永磁同步电动机即通常所说的永磁同步电动机(PMSM)；梯形波永磁同步电动机又称为无刷永磁直流电动机(BLDC)。无刷永磁直流电机具有功率密度高，控制简单，反馈装置简单等优点，但由电流换向引起的转矩纹波是无法消除的，特别，在低速区无刷直流永磁电机的脉动转矩会引起转速波动，将严重影响驱动的性能，而正弦永磁电动机产生的转矩脉动通常低于方波电流永磁电动机。这是由于正弦永磁同步电动机是由正弦交流供电，不存在换向时的冲击电流，通过转子位置检测控制电流相位，可以获得平稳的转矩特性。所以，对高性能调速系统，最好采用永磁同步电动机调速系统，而不采用无刷直流电机调速系统。
在整个控制系统的仿真模型中， PMSM 本体模块是最重要的部分，反映的是 PMSM 电机的本质属性。设计该模块的作用是根据矢量控制模块输出的 dq 两相相电压Ud , Uq 求取 PMSM 的相电流Id, Iq 控制框图如图。
2-2 坐标变换模块
坐标变换模块实现的是两相旋转坐标系 dq 下的两相相电流id 、 iq 和定子两相静止坐标系α =β 下的iα 、iβ 及三相静止坐标系 abc 下的三相相电流ia 、ib 和ic 之间的等效变化。由四个子模块构成，分别是 1)dq-aIfabma 模块；2)alfabata-dq 模块；3）alfabata-abc 模块；4）abc-alfabata 模块。模块 1: dq-aIfabma 模块
Rs 1 id r iq uq L L k p v2 c n ( Lr id Rs iq f r uq ) JL v1
即
ud Lv1 Rsid r iq L
进而导出
uq
JL v2 Lr id Rsiq f r kc pn
1-2永磁同步电动机控制策略介绍
永磁同步电动机调速的主要方法是改变供电电源频率，即变频调速。从控制方式上可以分为他控式变频调速和自控式变频调速n1。他控式变频调速系统所用变频装置是独立的，变频装置的输出频率由速度给定信号决定，这种系统一般为开环控制系统。自控式变频调速系统所用变频装置是非独立的，变频装置的输出频率是由电动机轴上的转子位置检测器控制，组成电源频率自动跟踪转子位置的闭环系统。他控式变频调速多用于小容量多电机拖动系统中，这种场合要求多台电动机严格同步运行，多台永磁同步电动机并联在公共的变频器上，转速信号同时调节各电动机的转速，这种系统虽然解决了启动问题，但转子振荡和失步问题并未很好地解决，一旦其中一台电动机出现失步，将影响其他电动机正常工作。因此这种调速方法用途有限。自控式变频调速最大的特点是能从根本上消除同步电动机转子振荡和失步的隐患。这是因为，永磁同步电动机定子供电的变频装置的输出频率受转子位置检测器的制约，即定子旋转磁场的转速和转子始终保持同步，不会由于负载冲击等原因造成失步现象。永磁同步电动机采用自控式变频调速的方法，高性能的永磁同步电动机调速系统的控制策略主要是以矢量控制和直接转矩控制，以及一些先进的控制方法为主。