一种用于永磁同步电机PMSM的自适应状态反馈速度控制器（Simulink仿真实现）-程序员宅基地
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1 概述
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本文讨论了与非恒定参数的控制系统相关的问题。为了确保系统的响应不变，提出了一种用于永磁同步电机的自适应状态反馈速度控制器。应用了模型参考自适应系统，同时使用Widrow-Hoff规则作为控制器系数的调整机制。描述了与成本函数构建和负责调整状态反馈速度控制器系数的公式相关的必要修改。对所提出的调整机制中唯一的参数——适应增益对系统行为的影响进行了实验检验。文章还包括了所提出的自适应算法的计算资源消耗和实施问题的讨论。所提出的方法在具有非恒定转动惯量的现代SiC驱动上进行了大量实验测试。还展示了自适应和非自适应控制方案之间的比较。
电机的效率、紧凑的结构和可靠性是许多应用中的重要特性，例如工业机器人、计算机数控（CNC）机床、通风和空调系统、电动和混合动力车辆[1, 2]。因此，永磁同步电机（PMSM）在研究界受到了重视。PMSM的可能性并没有被常用的PID控制器级联结构充分利用，因此无级联控制器结构正在得到深入研究[3–7]。正如[5]所示，无级联状态反馈控制器（SFC）相比级联控制结构提供了更好的动态性能和干扰补偿。尽管与级联控制结构相比，SFC的调节过程更为复杂，但可以通过线性二次优化或极点配置技术来完成。一个相对较新的方法是基于自然启发的优化算法，可以自动计算SFC的最优系数[8]。需要强调的是，上述方法选择SFC的系数是针对设备参数的名义值。众所周知，如果使用具有恒定系数的控制器，非恒定的设备参数可能导致系统的不良行为。在工业应用中，系统响应的恶化可能导致产品质量不佳甚至生产线故障。为了防止这种情况发生，控制器的系数必须根据实际工作点进行调整。因此，预期系统响应对设备参数变化具有独立性。由于这一点，自适应控制似乎在现代高性能电动驱动中是必要的。
自适应控制器是一种根据干扰和设备不确定性改变其行为的结构。调节基于可调系数和调整机制。自适应控制器可以改善功能和性能。有许多自适应方案：模型参考自适应系统、增益调度、自振自适应系统、自整定调节器、实时估计和鲁棒高增益控制。自适应控制器应用于许多领域，例如PMSM驱动的速度控制[9]、感应电机驱动的控制[10]、双质量感应电机驱动[11]、拖车移动机器人[12]、混沌系统的控制[13]、航天器的控制[14]、磁微机器人控制[15]、机器人踝关节外骨骼控制器[16]和MEMS三轴陀螺仪控制器[17]。在所有的自适应系统中，模型参考自适应系统（MRAS）是主要的自适应控制方法之一[18–20]。MRAS在过去几年中受到了重视。MRAS的原则是即使设备参数发生变化，也能保持恒定的响应。这种方法在许多工业应用中似乎是必要的。在[21]中，展示了MRAS在感应电机驱动的无传感器矢量控制中的应用。无传感器控制对感应电机参数（即定子和转子电阻）敏感。
2 运行结果
3 参考文献
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4 Simulink仿真、文章
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