永磁同步电机系数自整定速度补偿控制方法

为了提高永磁同步电机(PMSM)速度伺服系统的抗转矩扰动性能，提出一种系数自整定的自适应速度补偿控制方法。首先，利用状态空间表示法，设计了PMSM负载转矩的降维状态观测器，实现了负载转矩的实时辨识与估计；然后，将转矩辨识值补偿到PMSM速度控制器的输出端，作为电流控制器的补偿输入，实现了自适应速度补偿，提高了系统的抗扰性。针对因转动惯量变化而影响负载转矩辨识的问题，分析了惯量的时变特性对转矩观测结果的影响规律，并提出一种基于sigmoid函数的补偿系数自整定的控制方法。该方法根据PMSM的电磁转矩和观测器的转矩辨识值，利用自整定sigmoid函数在线实时调节补偿系数，实现了自适应速度补偿的参数自调整。实验结果表明：所提出的补偿系数自整定控制方法的速度恢复时间较快，相比常规固定补偿系数的控制方法，速度调节时间从120 ms减少到100 ms;该方法减小了因惯量偏离真实值而导致转矩辨识出现超调或偏差时，通过前馈补偿对速度控制造成的冲击和振荡，有效提高了PMSM伺服系统的速度控制性能。