磁悬浮永磁同步电机转子系统的参数辨识与控制

针对磁悬浮永磁同步电机转子系统在悬浮控制过程中，由于磁力参数不准确从而影响控制器的优化设计甚至破坏系统稳定性的问题，提出一种基于高斯调制函数法的磁力参数辨识方法，并设计滑模控制律对转子的稳态悬浮进行控制。首先，让磁悬浮转子系统在PID控制下闭环稳定，再以多正弦信号激励系统，利用高斯函数作为调制函数，对磁悬浮转子系统连续动力学模型进行数字调制积分，从而建立离散等价参数辨识模型；然后，选择与磁悬浮转子系统频带覆盖范围相匹配的尺度参数构建高斯调制函数，对磁悬浮永磁同步电机实验台的磁力参数进行辨识；最后，依据辨识所得的模型参数设计滑模控制器，实现永磁同步电机转子的稳态悬浮。所提方法避免了对微分信号的直接处理，同时又回避了积分初值问题，能够便捷、有效地辨识磁力参数；所设计的滑模控制器使得磁悬浮转子系统拥有更好的稳态和动态性能。实验结果表明：根据所提方法设计的滑模控制器能够使转子在0.2 s内到达目标位置并保持稳定，其调节时间仅为PID控制的40%。