基于滑模观测器的交流异步电机预设性能位置跟踪控制 |
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引用本文: | 刘乐,高杰,刘鹏,方一鸣.基于滑模观测器的交流异步电机预设性能位置跟踪控制[J].中国电机工程学报,2022(9):3432-3443. |
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作者姓名: | 刘乐 高杰 刘鹏 方一鸣 |
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作者单位: | 智能控制系统与智能装备教育部工程研究中心(燕山大学) |
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基金项目: | 国家自然科学基金项目(61803327,61873226);;河北省自然科学基金项目(F2020203018,F2019203090)~~; |
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摘 要: | 针对存在匹配/非匹配扰动的交流异步电机位置跟踪控制问题,提出一种基于滑模观测器(sliding mode observer,SMO)的预设性能控制方法。首先,设计一种基于改进指数趋近律的SMO,削弱了常规滑模观测器存在的抖振现象,实现了对电机转子磁链准确的观测估计;其次,将模糊自适应方法与约束处理策略相结合,分别完成交流异步电机位置和磁链预设性能控制器的设计,保证了系统预先设定的瞬态和稳态性能,实现了对系统给定值有效的跟踪控制;再次,采用改进的粒子群优化(improved particle swarm optimization,IPSO)算法对控制器参数进行优化设计,有效地提高了系统的收敛速度和稳态精度。理论分析表明,系统的位置跟踪误差和磁链跟踪误差不会超过预定的边界,且闭环系统的所有状态都是有界的。最后,通过仿真和模拟实验对比研究,验证了该文所提方法的有效性和可行性。
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关 键 词: | 交流异步电机 滑模观测器 模糊自适应控制 约束处理策略 预设性能控制 改进的粒子群优化算法 |
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