基于内模控制的永磁同步电机控制
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［2 － 4 ］
2 2. 1
内模解耦控制系统设计 内模控制基本原理
内模控制结构如图 1 所示。
控制 策 略 起 初 应用 在 耦 合 强、 干 扰 大、 图1
^
非线性的 控制 系统 中。 它 具 有 对 系统 模型准 确 度 要 求 低， 对不可测干 扰 能 够 消 除，能 较 快 的 跟踪 系统 的 输 入， 鲁 棒 性能好等优点。 文章应用内 模 控制方法进行 了 调 节 器 的设计， 并 在 此 基础上对基于内模 控制 理 论 的永 磁 同 步 电 机 调 速 系统 进行 收稿日期: 2012 － 07 － 20 控制器
Study on Control of Permanent Magnetic Synchro Motor Base on Internal Mould Control
WANG Dun － sheng
( Xuzhou China Mining Drivers＆Automation Co． Ltd，Jiangsu Xuzhou 221116 ，China)
［1 ］
1
概
述
永磁同步电动机( PMSM) 因其具有体积小、效率高、转 矩惯性比和能量密 度 高等 特 点 ，使 得 永 磁 同 步 电 动 机 驱 动逐渐取代 传 统 的 交 直 流 驱 动 系统， 得 到 了 广 泛 的 应用。 但它又是非 线 性、 多变量、 强 耦 合、 时变 的 系统。 因此 研 究如何获得高性 能的永 磁 同 步 电 机 的 控制 策 略， 实 现 电 机 高性能控制是具有实际意义。 传 统 PI 控制 在永 磁 同 步 电 动 机 矢 量 控制中 被 广 泛 应 用，但由于算法 本 身 对 电 机 本 体 参 数 的 依 赖， 使 得 其 鲁 棒 性较差。 内 模
电机定子电流内模解耦控制器 C IMC ( s) 为: ( 1) C IMC ( s) = G( s) L( s) =
^
D( s) ^ 1 + C IMC ( s) ［ G( s) － G( s) ］ 情况 1 : 若 G ( s)
^
= G( s) ( 即 模型准 确 ) ，在 可 实 现的 = G( s)
79
研究探讨
Y( s) = C IMC ( s) G( s)
^
煤
炭
工
程
2012 年第 11 期
［6 ］
R( s) + ^ 1 + C IMC ( s) ［ G( s) － G( s) ］ 1 － C IMC ( s) G( s)
^
的内模控制器设计的 两 个 基 本步 骤
^ －1
， 可 以 得出 永 磁 同 步
2012 年第 11 期
煤
炭
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
工
程
研究探讨
基于 内模控制 的永 磁 同步 电机 控制 研究
王敦胜
( 徐州中矿大传动与自动化有限公司，江苏 徐州 221116 )
要: 根据永磁同步电机数学模型存在着非线性和强耦合的特性，针对传统永磁同步电机 矢量控制系统的不足，论文提出一种基于内模控制原理和空间矢量算法相结合的高性能永磁同步 摘 电机解耦控制方法。根据内模 控制 基 本原 理， 设 计 了 永 磁 同 步 电 机 的 双闭 环 内模 控制 器。 基 于 Matlab / Simulink 仿真平台，对基于内模控制的永磁同步电机控制系统进行了仿真分析，最后 通过 实验验证了控制方法的正确性和有效性。 关键词: 永磁同步电机; 内模控制; 解耦 中图分类号: TM351 文献标识码: A 007903 文章编号: 1671 － 0959 ( 2012 ) 11-
［4 ］
内模控制结构框图
图中G( s) 为被控对 象 的 G ( s ) 内 模， G IMC ( s ) 称 为内 模 。 此控制系统的输入输出传递函数为:
作者简介: 王敦胜( 1973 － ) ，男，江苏徐州人，毕业于中国矿业大学 控制 工程专业，现在 徐 州 中 矿大 传 动 与自 动 化有 限公司从事矿山传动控制系统的开发与研究。
Abstract: Permanent magnet synchronous motor mathematical model of the characteristics of the nonlinear and strong coupling，for the deficiencies of the traditional permanent magnet synchronous motor vector control system， this paper proposes a combination of high performance permanent magnet based on the intima of the control principle and space vector algorithmdecoupling of the synchronous motor control method． Endometrial control of the basic principles， the design of permanent magnet synchronous motor closed － loop endometrial controller． Simulation analysis， based on endometrial control of permanent magnet synchronous motor control system based on Matlab / Simulink simulation platform， and finally through experimental verification of the correctness and effectiveness of control methods． Keywords: PMSM; internal model control; decoupling 仿真和实验验证， 结 果 表 明根据内 模 控制 理 论 设计的 调 速 系统具有很好的动、静态特性和鲁棒性。
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内模解耦控制系统设计 内模控制基本原理
内模控制结构如图 1 所示。
控制 策 略 起 初 应用 在 耦 合 强、 干 扰 大、 图1
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非线性的 控制 系统 中。 它 具 有 对 系统 模型准 确 度 要 求 低， 对不可测干 扰 能 够 消 除，能 较 快 的 跟踪 系统 的 输 入， 鲁 棒 性能好等优点。 文章应用内 模 控制方法进行 了 调 节 器 的设计， 并 在 此 基础上对基于内模 控制 理 论 的永 磁 同 步 电 机 调 速 系统 进行 收稿日期: 2012 － 07 － 20 控制器
Study on Control of Permanent Magnetic Synchro Motor Base on Internal Mould Control
WANG Dun － sheng
( Xuzhou China Mining Drivers＆Automation Co． Ltd，Jiangsu Xuzhou 221116 ，China)
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概
述
永磁同步电动机( PMSM) 因其具有体积小、效率高、转 矩惯性比和能量密 度 高等 特 点 ，使 得 永 磁 同 步 电 动 机 驱 动逐渐取代 传 统 的 交 直 流 驱 动 系统， 得 到 了 广 泛 的 应用。 但它又是非 线 性、 多变量、 强 耦 合、 时变 的 系统。 因此 研 究如何获得高性 能的永 磁 同 步 电 机 的 控制 策 略， 实 现 电 机 高性能控制是具有实际意义。 传 统 PI 控制 在永 磁 同 步 电 动 机 矢 量 控制中 被 广 泛 应 用，但由于算法 本 身 对 电 机 本 体 参 数 的 依 赖， 使 得 其 鲁 棒 性较差。 内 模
电机定子电流内模解耦控制器 C IMC ( s) 为: ( 1) C IMC ( s) = G( s) L( s) =
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D( s) ^ 1 + C IMC ( s) ［ G( s) － G( s) ］ 情况 1 : 若 G ( s)
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= G( s) ( 即 模型准 确 ) ，在 可 实 现的 = G( s)
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研究探讨
Y( s) = C IMC ( s) G( s)
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煤
炭
工
程
2012 年第 11 期
［6 ］
R( s) + ^ 1 + C IMC ( s) ［ G( s) － G( s) ］ 1 － C IMC ( s) G( s)
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的内模控制器设计的 两 个 基 本步 骤
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， 可 以 得出 永 磁 同 步
2012 年第 11 期
煤
炭
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
工
程
研究探讨
基于 内模控制 的永 磁 同步 电机 控制 研究
王敦胜
( 徐州中矿大传动与自动化有限公司，江苏 徐州 221116 )
要: 根据永磁同步电机数学模型存在着非线性和强耦合的特性，针对传统永磁同步电机 矢量控制系统的不足，论文提出一种基于内模控制原理和空间矢量算法相结合的高性能永磁同步 摘 电机解耦控制方法。根据内模 控制 基 本原 理， 设 计 了 永 磁 同 步 电 机 的 双闭 环 内模 控制 器。 基 于 Matlab / Simulink 仿真平台，对基于内模控制的永磁同步电机控制系统进行了仿真分析，最后 通过 实验验证了控制方法的正确性和有效性。 关键词: 永磁同步电机; 内模控制; 解耦 中图分类号: TM351 文献标识码: A 007903 文章编号: 1671 － 0959 ( 2012 ) 11-
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内模控制结构框图
图中G( s) 为被控对 象 的 G ( s ) 内 模， G IMC ( s ) 称 为内 模 。 此控制系统的输入输出传递函数为:
作者简介: 王敦胜( 1973 － ) ，男，江苏徐州人，毕业于中国矿业大学 控制 工程专业，现在 徐 州 中 矿大 传 动 与自 动 化有 限公司从事矿山传动控制系统的开发与研究。
Abstract: Permanent magnet synchronous motor mathematical model of the characteristics of the nonlinear and strong coupling，for the deficiencies of the traditional permanent magnet synchronous motor vector control system， this paper proposes a combination of high performance permanent magnet based on the intima of the control principle and space vector algorithmdecoupling of the synchronous motor control method． Endometrial control of the basic principles， the design of permanent magnet synchronous motor closed － loop endometrial controller． Simulation analysis， based on endometrial control of permanent magnet synchronous motor control system based on Matlab / Simulink simulation platform， and finally through experimental verification of the correctness and effectiveness of control methods． Keywords: PMSM; internal model control; decoupling 仿真和实验验证， 结 果 表 明根据内 模 控制 理 论 设计的 调 速 系统具有很好的动、静态特性和鲁棒性。