基于NTSM的伺服電機(jī)模糊滑模控制策略研究*

黃 皓，涂群章，潘 明，蔣成明，薛金紅，李 沛

(陸軍工程大學(xué) 野戰(zhàn)工程學(xué)院，江蘇 南京210007)

0 引言

永磁同步電機(jī)(Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM)以其空間布置方便、輸出功率大、控制精度較高等優(yōu)點(diǎn)被廣泛運(yùn)用于智能機(jī)器人、新能源汽車和工業(yè)化無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域。由于PMSM為非線性、多變量、強(qiáng)耦合性的復(fù)雜對(duì)象[1-3]，工業(yè)中一般采用常規(guī)的PID控制算法進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，常規(guī)的PID控制策略在控制過(guò)程中一般會(huì)存在啟動(dòng)速度慢、調(diào)節(jié)能力弱、抗干擾性差等缺點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)高效率、高精密度的控制，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)不同的電機(jī)控制系統(tǒng)提出了諸如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制[4]、弱磁控制[5]、自適應(yīng)控制[6-7]、滑模變結(jié)構(gòu)控制(Sliding Mode Variable Structure Control，SMC)[8-10]等控制策略。其中SMC控制策略[11]由于具有對(duì)模型的參數(shù)變化不敏感、抗干擾性較好、魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)被國(guó)內(nèi)外學(xué)者予以重視。文獻(xiàn)[12]提出了基于滑動(dòng)模態(tài)的自適應(yīng)擾動(dòng)補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)，解決了小慣量永磁同步電機(jī)的高精度調(diào)速控制問(wèn)題。文獻(xiàn)[13]通過(guò)在變結(jié)構(gòu)控制的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了速度觀測(cè)反饋系統(tǒng)，減少了速度觀測(cè)誤差。文獻(xiàn)[14]通過(guò)提出一種積分型SMC控制策略，有效地提升了電機(jī)控制系統(tǒng)的控制精度。文獻(xiàn)[15]在傳統(tǒng)SMC控制策略的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器，較大程度減少了由于負(fù)載擾動(dòng)造成的誤差。文獻(xiàn)[16]提出了一種自適應(yīng)滑?？刂撇呗裕行У靥嵘丝刂葡到y(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。文獻(xiàn)[17]設(shè)計(jì)了一種基于滑模變結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)弱磁矢量控制策略，有效地提升了永磁同步電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的穩(wěn)定性。

以上控制策略都有效地提高了電機(jī)控制系統(tǒng)的控制精度，但在控制過(guò)程中存在以下兩點(diǎn)不足：第一，采用的都是線性滑模面，滑模系統(tǒng)的跟蹤誤差無(wú)法在有限時(shí)間內(nèi)收斂為0；第二，傳統(tǒng)SMC控制策略會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的抖振現(xiàn)象，以上控制策略都沒(méi)有針對(duì)減弱抖振采取有效措施。針對(duì)以上兩點(diǎn)不足，本文設(shè)計(jì)了一種基于非線性Terminal系統(tǒng)的永磁同步電機(jī)Fuzzy-SMC控制算法。通過(guò)非線性Terminal滑模面代替?zhèn)鹘y(tǒng)SMC控制策略中的線性滑模面，解決跟蹤誤差收斂過(guò)慢問(wèn)題。以削弱抖振現(xiàn)象為目的制定模糊規(guī)則，通過(guò)模糊控制器實(shí)時(shí)調(diào)整滑?？刂圃鲆鎸?shí)現(xiàn)削弱抖振現(xiàn)象。通過(guò)MATLAB/Simulink仿真和永磁同步電機(jī)臺(tái)架測(cè)試試驗(yàn)驗(yàn)證了本文提出控制策略的有效性。

1 非線性Terminal滑模面設(shè)計(jì)

1.1 線性滑模面

在傳統(tǒng)滑?？刂浦?，國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍采用線性滑模面進(jìn)行控制，當(dāng)控制系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)趨近滑模區(qū)域時(shí)，使得跟蹤誤差逐漸削減到零[18]，跟蹤誤差的收斂速度通過(guò)調(diào)整滑模面的控制參數(shù)來(lái)改變。線性滑模面控制式如下:

s=cx1+x2

(1)

式中，c>0，x1為跟蹤誤差，x2為跟蹤誤差對(duì)時(shí)間求導(dǎo)。

然而傳統(tǒng)線性滑模面存在兩點(diǎn)不足之處：第一，當(dāng)運(yùn)動(dòng)點(diǎn)在滑模面上趨近滑模區(qū)域時(shí)，跟蹤誤差會(huì)不斷削減，但無(wú)法在有限的時(shí)間內(nèi)削減到0，這將影響永磁同步電機(jī)實(shí)現(xiàn)高精度的控制；第二，傳統(tǒng)線性滑模面采用的為等速趨近率，等速趨近率自身存在缺點(diǎn)，即切換帶為帶狀，當(dāng)系統(tǒng)在切換帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，最后不能趨近于原點(diǎn)，而是原點(diǎn)產(chǎn)生抖振帶，這種抖動(dòng)可能激勵(lì)系統(tǒng)中存在未建模高頻成分，并可能增加控制器的負(fù)擔(dān)[19-20]。

1.2 非奇異Terminal滑模面

非奇異終端滑模面(Nonsingular Terminal Sliding Mode，NTSM)在終端滑模(Terminal Sliding Mode,TSM)[21-22]的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，可以解決終端滑模面上由于控制輸入無(wú)窮大時(shí)產(chǎn)生的奇異現(xiàn)象。針對(duì)二階非線性系統(tǒng)：

(2)

其中x(t)=[x2(t),x2(t)]T；d(t)≤D(t)為外部擾動(dòng)，D(t)為已知函數(shù)，f(x,t)為動(dòng)力學(xué)方程，x2(t)為參考點(diǎn)位置。

參照文獻(xiàn)[18]，采用TSM控制策略，則設(shè)計(jì)控制器為:

(F(x,t)+D(t)+η)sgn(s))

(3)

式中:β、α為控制參數(shù)且大于0，sgn(s)為符號(hào)函數(shù)，F(xiàn)(x,t)為動(dòng)力學(xué)方程f(x,t)的積分，λ為設(shè)計(jì)參數(shù)且λ>0,η為設(shè)計(jì)常數(shù)且η>0。

由等式(3)可得，控制策略中包含x1α/β-1x2，當(dāng)x2≠0,x1=0時(shí)存在奇異區(qū)域，會(huì)使得設(shè)計(jì)控制器的值u(t)趨向+∞，此時(shí)控制器的設(shè)計(jì)沒(méi)意義。

NTSM為解決奇異性問(wèn)題，滑模面設(shè)計(jì)為：

(4)

根據(jù)等式(4),此時(shí)的控制器輸出為

(5)

由式(5)可以看出，當(dāng)x2≠0,x1=0，采用NTSM控制策略時(shí)，控制器輸出不會(huì)趨于+∞，可以有效解決該二階系統(tǒng)采用TSM控制策略時(shí)出現(xiàn)的奇異現(xiàn)象。

1.3 二階離散系統(tǒng)例證

為了驗(yàn)證本文提出的NTSM控制策略的有效性，通過(guò)一個(gè)典型二階離散系統(tǒng)基于MATLAB/Simulink進(jìn)行仿真驗(yàn)證，該二階離散系統(tǒng)如下式：

(6)

分析圖1(a)和圖2(a)可得，在兩種滑模面的控制下本文所設(shè)計(jì)的典型二階離散系統(tǒng)都具有較平穩(wěn)的滑模運(yùn)動(dòng)相軌跡，控制過(guò)程中無(wú)明顯的抖動(dòng)，體現(xiàn)了SMC控制策略在控制過(guò)程中具有較好的平穩(wěn)性。分析圖1(b)和圖2(b)可得，采用線性滑模面時(shí)，控制系統(tǒng)到達(dá)平衡點(diǎn)的趨近時(shí)間約為0.61 s，而采用NTSM滑模面控制時(shí)的趨近時(shí)間約為0.16 s，趨近速度提升了70%以上，同時(shí)圖2(b)也可證明本文提出控制策略趨近過(guò)程中系統(tǒng)收斂性優(yōu)良。分析圖1(c)和圖2(c)可得，采用線性滑模面進(jìn)行控制時(shí)，控制器輸出u到達(dá)平衡點(diǎn)所用時(shí)間約為1.28 s，而采用NTSM滑模面對(duì)二階離散系統(tǒng)進(jìn)行控制時(shí)所用時(shí)間約為0.78 s，由此可見本文設(shè)計(jì)的NTSM滑模面相較傳統(tǒng)線性滑模面達(dá)到穩(wěn)態(tài)的速度更快。分析圖(d)和圖2(d)，采用線性滑模面進(jìn)行控制時(shí)完成階躍響應(yīng)所用時(shí)長(zhǎng)約為1.58 s，而采用NTSM滑模面進(jìn)行控制完成階躍響應(yīng)所用時(shí)長(zhǎng)為1.18 s，由此可見，通過(guò)采用本文的NTSM滑模面對(duì)二階離散系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制時(shí)可比傳統(tǒng)線性滑模面提升20%以上的響應(yīng)速度。

圖1 基于線性滑模面系統(tǒng)仿真曲線

圖2 基于NTSM系統(tǒng)仿真曲線

綜上，本文通過(guò)一個(gè)典型二階系統(tǒng)分別對(duì)傳統(tǒng)線性滑模面和NTSM滑模面進(jìn)行了基于MATLAB/Simulink的仿真，通過(guò)對(duì)比兩種不同滑模面的仿真結(jié)果，可以得出本文設(shè)計(jì)的NTSM滑模面相較傳統(tǒng)線性滑模面具有更快的趨近速度和響應(yīng)速度。由于PMSM也為二階離散系統(tǒng)，可將此NTSM滑模面應(yīng)用于PMSM控制系統(tǒng)中，提升PMSM的控制精度和響應(yīng)速度。

2 PMSM非奇異SMC控制策略

2.1 PMSM數(shù)學(xué)模型的搭建

本文采用id=0的表貼式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制，建立d-q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，電壓方程為：

(7)

式中：ud、uq分別為d、q軸的電壓；id、iq分別為d、q兩軸的電流；Ld、Lq分別為d、q軸的電感；R為定子電阻；ω為電角速度。

PMSM的運(yùn)動(dòng)方程為：

(8)

式中：Te為PMSM的轉(zhuǎn)矩；TL為負(fù)載轉(zhuǎn)矩；J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩方程為:

(9)

式中：Te為永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩；p為電機(jī)極對(duì)數(shù)；ψ為永磁體和定子的交磁磁鏈。

針對(duì)本文設(shè)計(jì)的PMSM為目前應(yīng)用最為廣泛的表貼式PMSM，該電機(jī)d軸磁感Ld與q軸磁感Lq大小相等，故有:

(10)

2.2 非奇異Terminal滑模面的設(shè)計(jì)

根據(jù)SMC控制策略，令PMSM狀態(tài)變量為:

(11)

結(jié)合式(9)和式(11)，分別對(duì)x1和x2微分可得：

(12)

采用本文所設(shè)計(jì)的NTSM滑模面，可得滑模面s為:

(13)

對(duì)s微分可得:

(14)

本文參考文獻(xiàn)[20]的最優(yōu)參數(shù)選取，取NTSM設(shè)計(jì)參數(shù)α=3，β=5，λ=1。

為了提高速度趨近運(yùn)動(dòng)階段的動(dòng)態(tài)品質(zhì)，采用運(yùn)用較為廣泛的等速趨近率，表達(dá)式為：

(15)

等速趨近率在實(shí)際控制過(guò)程中，趨近速度受到符號(hào)函數(shù)sgn(s)影響較大，可能會(huì)激發(fā)控制系統(tǒng)中未建模的高頻成分，產(chǎn)生較嚴(yán)重的抖振現(xiàn)象[21-22]。為了解決指數(shù)趨近率中的存在的問(wèn)題，本文采用飽和函數(shù)sat(s,θ)代替等速趨近率中的符號(hào)函數(shù)sgn(s),則趨近率為：

(16)

其中sat(s,θ)表達(dá)式為:

(17)

結(jié)合式(12)、式(14)、式(16)可得控制系統(tǒng)中的電流表達(dá)式為:

(18)

3 模糊控制器的設(shè)計(jì)

由于滑模變結(jié)構(gòu)控制過(guò)程中控制系統(tǒng)的控制力是有限的，導(dǎo)致只能施予滑模上運(yùn)動(dòng)點(diǎn)有限的加速度，而滑模上的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)受系統(tǒng)慣性的影響，在控制開關(guān)切換前后會(huì)出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，從而造成抖振[23]。抖振現(xiàn)象在滑模運(yùn)動(dòng)中是必定存在的，它會(huì)在原本光滑的滑模面上疊加一個(gè)鋸齒形軌跡，如圖3所示，會(huì)較大程度上影響到系統(tǒng)的控制精度。針對(duì)抖振現(xiàn)象，以降低抖振為目標(biāo)設(shè)計(jì)模糊規(guī)則，通過(guò)設(shè)計(jì)模糊控制器，實(shí)現(xiàn)降低抖振目的。

圖3 抖振現(xiàn)象示意圖

由上述模糊規(guī)則，可定義模糊控制器中的輸入模糊集和輸出模糊集：

(19)

Δε={NBNMZOPMPB}

(20)

式中，NB為負(fù)大，NM為負(fù)中，ZO為零，PM為正中，PB為正大。

可得模糊控制器的隸屬函數(shù)如圖4所示。

圖4 模糊控制器隸屬函數(shù)

輸入與輸出對(duì)應(yīng)的模糊規(guī)則為：

(21)

將其帶入式(21)中，可得電流方程為:

(22)

其中加入模糊控制器的NTSM控制框如圖5所示。

圖5 模糊滑模變結(jié)構(gòu)控制框圖

4 仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證本文提出的基于NTSM模糊滑?？刂撇呗缘挠行?，基于MATLAB/Simulink搭建了電機(jī)控制系統(tǒng)仿真模型，并基于芯片TMS320F28335搭建了電機(jī)性能測(cè)試平臺(tái)，其中圖6為電機(jī)控制系統(tǒng)仿真模型控制框圖，圖7為電機(jī)性能測(cè)試臺(tái)架。

圖6 電機(jī)控制系統(tǒng)仿真模型控制框圖

電機(jī)控制系統(tǒng)在PID控制策略、普通SMC控制策略、基于NTSM模糊滑?？刂撇呗匀N控制策略下的啟動(dòng)響應(yīng)如圖8所示，啟動(dòng)過(guò)程中仿真系統(tǒng)收到的轉(zhuǎn)速指令為800 r/min，圖9為仿真系統(tǒng)于0.3 s收到15 N·m的突增負(fù)載指令時(shí)的轉(zhuǎn)速響應(yīng)，圖10為仿真系統(tǒng)于0.5 s時(shí)收到-15 N·m的突卸指令時(shí)的轉(zhuǎn)速響應(yīng)。圖11(a)、(b)分別為PID控制策略、基于NTSM模糊滑?？刂撇呗苑抡嫦到y(tǒng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩追蹤曲線。

圖7 電機(jī)性能測(cè)試臺(tái)架

圖8 起動(dòng)過(guò)程轉(zhuǎn)速仿真曲線

圖9 突增負(fù)載轉(zhuǎn)速仿真曲線

圖10 突增負(fù)載轉(zhuǎn)速仿真曲線

圖11 負(fù)載轉(zhuǎn)矩追蹤仿真曲線

分析和對(duì)比上述仿真結(jié)果可知，當(dāng)電機(jī)控制仿真系統(tǒng)收到800 r/min的啟動(dòng)指令時(shí)，如圖8所示，PID控制策略啟動(dòng)過(guò)程中達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的響應(yīng)時(shí)間約為46 ms，且存在明顯的超調(diào)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速最大波動(dòng)達(dá)到300 r/min，啟動(dòng)過(guò)程十分不穩(wěn)定；傳統(tǒng)SMC控制策略啟動(dòng)過(guò)程中達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的響應(yīng)時(shí)間約為31 ms，且啟動(dòng)過(guò)程中無(wú)超調(diào)現(xiàn)象，啟動(dòng)性能優(yōu)于PID控制策略；本文提出的基于NTSM模糊滑?？刂撇呗詥?dòng)過(guò)程中達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的響應(yīng)時(shí)間約為17 ms，與PID控制策略和傳統(tǒng)SMC控制策略相比，啟動(dòng)響應(yīng)速度分別提升了63%和45%。

當(dāng)電機(jī)控制仿真系統(tǒng)于0.3 s收到15 N·m的突增負(fù)載指令時(shí)，如圖9所示，PID控制策略達(dá)到穩(wěn)態(tài)所用時(shí)間約為40 ms，最大轉(zhuǎn)速波動(dòng)約為140 r/min，且在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過(guò)程中具有超調(diào)現(xiàn)象；傳統(tǒng)SMC控制策略達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)所用時(shí)間約為28 ms，最大轉(zhuǎn)速波動(dòng)約為88 r/min，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過(guò)程中無(wú)超調(diào)現(xiàn)象；本文提出的控制策略達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)所用時(shí)間約為24 ms，相較PID控制策略和傳統(tǒng)SMC控制策略，調(diào)節(jié)速度分別提升了40%和25%。最大轉(zhuǎn)速波動(dòng)約為28 r/min，相較PID控制策略和傳統(tǒng)SMC控制策略，最大轉(zhuǎn)速波動(dòng)分別削減了81%和56%。

電機(jī)控制仿真系統(tǒng)于0.5 s收到-15 N·m指令時(shí)，如圖10所示，PID控制策略突卸負(fù)載時(shí)達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)時(shí)間約為48 ms，最大轉(zhuǎn)速波動(dòng)大約為135 r/min；傳統(tǒng)SMC控制策略達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)時(shí)間約為25 ms，最大轉(zhuǎn)速波動(dòng)約為91 r/min；本文控制策略達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的調(diào)節(jié)時(shí)間為22 ms，最大轉(zhuǎn)速波動(dòng)約為25 r/min。對(duì)比圖9、圖10可得，電機(jī)控制仿真系統(tǒng)突卸負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線與突增負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線結(jié)果相似，進(jìn)一步驗(yàn)證了本文提出控制策略具有較好的動(dòng)態(tài)性能和抗干擾性。

電機(jī)控制系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩追蹤仿真曲線如圖11所示，當(dāng)系統(tǒng)在0.3 s受到20 N·m的突增負(fù)載指令時(shí)和-20 N·m突卸負(fù)載指令時(shí)，PID控制的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)約為5 N·m，轉(zhuǎn)矩達(dá)到穩(wěn)定的調(diào)節(jié)時(shí)間約為35 ms；相較PID控制策略，ISMC控制策略達(dá)到轉(zhuǎn)矩穩(wěn)態(tài)的過(guò)程中幾乎無(wú)超調(diào)，且轉(zhuǎn)矩能瞬時(shí)到達(dá)給定轉(zhuǎn)矩指令值，轉(zhuǎn)矩達(dá)到穩(wěn)定時(shí)較PID控制策略波動(dòng)較小，具有較好的穩(wěn)態(tài)性能。

電機(jī)測(cè)試臺(tái)架在起動(dòng)過(guò)程時(shí)PID控制策略和本文控制策略的試驗(yàn)波形如圖12所示,突增負(fù)載時(shí)的試驗(yàn)波形如圖13所示，突卸負(fù)載時(shí)的試驗(yàn)波形如圖14所示，三相電流波形如圖15所示。

圖12 起動(dòng)轉(zhuǎn)速響應(yīng)試驗(yàn)波形

圖13 突增負(fù)載轉(zhuǎn)速響應(yīng)試驗(yàn)波形

圖14 突卸負(fù)載轉(zhuǎn)速響應(yīng)試驗(yàn)波形

圖15 三相電流響應(yīng)試驗(yàn)波形

由上述仿真試驗(yàn)結(jié)果可以得出：

(1)啟動(dòng)過(guò)程中，如圖8和圖12所示，PID控制策略啟動(dòng)速度較慢，且在調(diào)節(jié)過(guò)程中存在超調(diào)現(xiàn)象，普通SMC控制無(wú)超調(diào)現(xiàn)象，啟動(dòng)速度相較PID控制策略有明顯提升。本文提出的基于NTSM滑模面的模糊滑模控制策略達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)與前兩種控制策略相比，響應(yīng)速度分別提升了63%和45%，具有較好的啟動(dòng)響應(yīng)性能。

(2)突增和突卸負(fù)載時(shí)，如圖9、圖10、圖13、圖14所示，PID控制策略達(dá)到穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)速度較慢，且調(diào)節(jié)過(guò)程存在較明顯的超調(diào)現(xiàn)象。傳統(tǒng)SMC控制策略在調(diào)節(jié)過(guò)程中無(wú)超調(diào)現(xiàn)象，但受到SMC控制中抖振現(xiàn)象的影響，轉(zhuǎn)速波動(dòng)較大。本文控制策略通過(guò)設(shè)計(jì)模糊控制器，使得轉(zhuǎn)速波動(dòng)較小，這也是本文控制策略中有效抑制抖振現(xiàn)象的體現(xiàn)，且通過(guò)NTSM代替?zhèn)鹘y(tǒng)滑模面，使得調(diào)節(jié)速度較SMC控制策略有明顯提升，展現(xiàn)出了較好的動(dòng)態(tài)性能和魯棒性。

(3)控制過(guò)程中的三相電流響應(yīng)，如圖15(a)(b)所示。本文控制策略的三相電流響應(yīng)較PID控制更加平穩(wěn)，達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)電流波動(dòng)較小，說(shuō)明本文設(shè)計(jì)的基于NTSM模糊滑?？刂破骶哂休^好的抗干擾性和穩(wěn)態(tài)性能。

綜上分析，本文設(shè)計(jì)的NTSM模糊滑?？刂撇呗裕ㄟ^(guò)采用NTSM代替?zhèn)鹘y(tǒng)SMC控制策略中的線性滑模面，有效地提升了電機(jī)控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度和調(diào)節(jié)速度。通過(guò)以降低抖振為目的設(shè)定模糊規(guī)則，通過(guò)模糊控制器不斷調(diào)整控制增益使得電機(jī)控制系統(tǒng)受到外界負(fù)載干擾時(shí)轉(zhuǎn)速波動(dòng)明顯減少，體現(xiàn)出了較好的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。

5 結(jié)論

本文針對(duì)PMSM現(xiàn)有控制策略收斂時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，在傳統(tǒng)SMC控制策略的基礎(chǔ)上，提出采用NTSM代替線性滑模面進(jìn)行控制，以加快系統(tǒng)收斂速度；針對(duì)SMC控制上普遍存在的抖振現(xiàn)象，設(shè)計(jì)模糊控制器進(jìn)行有效削減。通過(guò)MATLAB/Simulink仿真和電機(jī)性能測(cè)試臺(tái)架試驗(yàn)，結(jié)果表明：本文提出的NTSM模糊控制策略能有效加快系統(tǒng)收斂速度，提高響應(yīng)性能；能有效抑制抖振現(xiàn)象，提高動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。本文提出的策略為實(shí)現(xiàn)PMSM高精度、高效率的控制提供一種有效的新方法。