基于改进扰动观测器的永磁同步电机鲁棒自适应控制

doi:10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20240790

摘要/Abstract

摘要：

为提高空间激光通信平台粗跟踪系统中永磁同步电机的跟踪精度和抗干扰能力，设计了基于改进扰动观测器的鲁棒自适应反步控制器。首先，针对外部扰动的不确定性设计了基于扰动观测器的反步控制器，并对扰动观测器进行了改进，取得了较好的效果；然后，针对永磁同步电机实际运行过程中内部参数在一定范围内的时变性，设计了基于扰动观测器的自适应反步控制器，明显减小了系统跟踪误差；最后，为进一步减小系统运行过程中观测误差等不确定因素的干扰，在自适应反步控制器中增加了鲁棒反馈项，再次提升了系统的跟踪精度。数值仿真结果表明：该控制器可以有效减小位置跟踪误差，且具有良好的抗扰性能。

关键词: 空间激光通信, 自适应反步控制, 鲁棒控制, 扰动观测器

Abstract:

In order to improve the tracking accuracy and anti-interference ability of the permanent magnet synchronous motor in the coarse tracking system of space laser communication platform， a robust adaptive backstepping controller based on improved disturbance observer was designed.Firstly， the backstepping controller based on disturbance observer is designed to deal with the uncertainty of external disturbance， and the disturbance observer is improved， which has gotten a very good effect. Then， an adaptive backstepping controller based on a disturbance observer is designed to deal with the time-varying internal parameters of the permanent magnet synchronous motor within a certain range during actual operation， which significantly reduces the system tracking error.Finally， in order to further reduce the disturbance of uncertain factors such as observation error in the running process of the system， a robust feedback item is added to the adaptive backstepping controller， and the tracking accuracy of the system is improved again.Results in simulation show that the proposed controller is able to effectively reduce the position tracking error and has a good disturbance rejection performance.

Key words: space laser communication, adaptive backstepping control, robust control, disturbance observer

中图分类号:

TP 273

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图/表 6

表1

PMSM的参数值"

参数	取值
额定电压/V	28
额定转速/（r·min^-1）	60
额定转矩/（N·m）	0.3
额定电流/A	2
转动惯量/（kg·m²）	（0.000 48~0.000 61）
永磁体磁通/Wb	0.0613
电子电阻/ $Ω$	1.5
定子电感/mH	1.1
磁极对数	11
粘滞摩擦系数/（kg·m²·s^-1）	（0.001 0~0.001 4）

表1

图1

图2

图3

图4

图5

参考文献 11

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