电气传动 2020年 第 50 卷 第 7 期
摘要:针对永磁同步电机提出了一种分数阶滑模控制器,将整数阶滑模流形面推广到分数阶滑模流形面,
根据永磁同步电机的数学模型建立控制器的输出模型,采用 Lyapunov 理论来验证分数阶滑模控制器的稳定
性。采用 PSO 智能算法对分数阶滑模控制器的参数进行寻优,然后在 Matlab/Simulink 平台上搭建模型,对所
提出的分数阶滑模控制器进行仿真分析,其结果显示,分数阶滑模控制器比整数阶滑模控制器具有更好的抗
扰动能力和误差精度。
关键词:永磁同步电机;分数阶滑模控制器;智能算法
中图分类号:TM301.2 文献标识码:A DOI:10.19457/j.1001-2095.dqcd19609
Design of Fractional-order Sliding Mode Controller for Permanent
Magnet Synchronous Motor Based on PSO
WANG Dong, SONG Baoye
(College of Electrical Engineering and Automation, Shandong University of Science and Technology,
Qingdao 266590, Shandong, China)
Abstract: A fractional-order sliding mode controller(FOSMC) was proposed for permanent magnet synchronous
motor(PMSM), which extended the integer-order sliding mode manifold surface to the fractional-order sliding mode
manifold surface. The output model of the controller was established based on the mathematical model of the PMSM,
and the stability of the FOSMC was verified based on Lyapunov theory. The PSO intelligent algorithm was adopted to
optimize the parameters of the FOSMC. Then the model was built on the Matlab/Simulink platform, and the proposed
FOSMC was simulated and analyzed. The results show that FOSMC has better anti-disturbance capability and error
precision than the integer-order sliding mode controller.
Key words: permanent magnet synchronous motor(PMSM);fractional-order sliding mode controller(FOSMC);
intelligent algorithm
基于 PSO的永磁同步电机分数阶滑模控制器设计
王东,宋保业
(山东科技大学 电气与自动化工程学院,山东 青岛 266590)
基金项目:国家自然科学基金(61703242)
作者简介:王东(1992—),女,硕士研究生,Email:1032068018@qq.com
通讯作者:宋保业(1982—),男,博士,讲师,Email:songbaoye@sdust.edu.cn
永磁同步电机(permanent m agnet synchro‐
nous moto r,PMSM)在高性能的控制领域占有至
关重要的地位。永磁同步电机采用磁场定向控
制或者矢量控制使得电机能够平稳地启动和加
速,但是在实际应用中由于永磁同步电机本身的
一些原因(如温度变化、磁场饱和度变化等)和额
外的负载扰动都会导致电机性能的下降。
由于 PI 控制器具有结构简单、算法简单的优
点,目前永磁同步电机的控制器大多数采用 PI 控
制器
[1]
。但是由于永磁同步电机是一个强耦合非
线性的多变量系统,当永磁同步电机的内部参数
发生变化时,PI 控制器往往不能满足电机调速的
要 求 。 滑 模 控 制 器
[1]
(slidin g mode controller,
SMC)具有对扰动参数不敏感、响应速度快等优
点,因此广泛地用于永磁同步电机的控制系统。
分数阶滑模控制器
[2]
(fractional-ordersliding mode
controller,FOSM C)是近几年来提出的一种新型
控制器,能够提高永磁同步电机的调速性能。从
而,分数阶滑模控制器的设计和参数整定方面的
研究引起了国内外学者的广泛关注。
ELECTRIC DRIVE 2020 Vol.50 No.7
8