交流伺服系统永磁同步电机电流及位置二级状态观测器设计

为了提高交流伺服控制系统的反馈精度,并消除反馈信号的滞后问题,针对永磁同步电机电压控制模型及其运动学控制模型进行深入分析,并在此基础上对控制系统反馈环节的工作时序进行分析,得到了电流及位置反馈环节的滞后周期数,提出电流及位置一级状态观测器。通过当前控制周期反馈位置及电流值,对下一个控制周期的电流及反馈位置值进行精确估计,并将一级状态观测器的观测输出值作为二级状态观测器的输入,进一步抑制电流及位置反馈信号的高频振荡及时滞。结果表明:二级电流及位置状态观测器对反馈信号的高频噪声起到明显的抑制作用,并对反馈值进行了准确的预计观测;二级位置观测误差小于0.005rad,并消除了反馈中夹杂的高频噪声。将该方法应用于交流伺服控制系统中,进行高速高响应定位控制,响应频率达到200Hz,加速度达到62 831rad/s2,此时系统相电流稳定,定位精度达到1.5°,从而实现了电流及位置的精确观测。

Second Level State Observer of Current and Position for Permanent Magnet Synchronous Motor on AC Control System Model