负载转矩观测器的设计与仿真实现（二）

负载转矩观测器的设计与仿真实现

假定负载转矩在永磁同步电机控制系统中被认作外部负载扰动，负载是不可测的，但是可观的。从而，依据PMSM数学模型（1）中进行负载转矩观测器的设计，具体如下：

1.1负载转矩观测器的设计

假定针对控制系统中的直流电机引入未知的总扰动d(t)。由于仿真及实验设置采样时间相对于总扰动量变化过程是极小的，可将式（2）中总扰动量的微分量视为零[1]，那么直流电机的运动方程和转矩方程并结合未知的总扰动d(t)进行设计干扰观测器。直流电机的运动方程和转矩方程如式（1）所示：




图1扰动观测器的原理结构图

1.2负载转矩观测器的设计

稳定性是系统可以工作的前提，因此有必要对所设计的干扰观测器进行稳定性分析。由式（5）可变换为状态空间方程如式（6）所示：

1.3负载转矩观测器的仿真实现

图2扰动观测器的Simulink仿真图

图3仿真中估计转速与实际转速的误差图

参考文献

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[1] Z. Kuang, B. Du, S. Cui and C. Chan, “Speed Control of Load Torque Feedforward Compensation Based on Linear Active Disturbance Rejection for Five-Phase PMSM,” IEEE Access, vol. 7, pp. 159787-159796, Oct, 2019, DOI.10.1109/ACCESS.2019.2950368.
[2] Y. Deng, J. Wang, H. Li, J. Liu and D. Tian, “Speed Control of PMSM with Sliding Mode Disturbance Observer,” in Proc. ICMA .Conf. , Changchun, China, 2018, pp. 2311-2315.
[3] J. Han, “From PID to Active Disturbance Rejection Control,” IEEE Trans.Ind. Electron, vol. 56, no. 3, pp. 900-906, Mar, 2009, DOI.10.1109/TIE.2008.2011621.
[4] Y. Deng, J. Wang, H. Li, J. Liu and D. Tian, “Adaptive sliding mode current control with sliding mode disturbance observer for PMSM drives,” ISA Transactions, vol. 88, pp.113-126. May, 2019, DOI.10.1016/j.isatra.2018.11.039.

标签：仿真,负载,PMSM,观测器,转矩,扰动
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