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  • ISSN 1006-3080
  • CN 31-1691/TQ

基于周期事件触发的永磁同步电机滑模控制

汪煜坤 张志娜 侯志伟 宋军 卿湘运

汪煜坤, 张志娜, 侯志伟, 宋军, 卿湘运. 基于周期事件触发的永磁同步电机滑模控制[J]. 华东理工大学学报(自然科学版). doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20210702002
引用本文: 汪煜坤, 张志娜, 侯志伟, 宋军, 卿湘运. 基于周期事件触发的永磁同步电机滑模控制[J]. 华东理工大学学报(自然科学版). doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20210702002
WANG Yukun, SONG Jun, ZANG Zhina, NIU Yugang, QING Xiangyun. Periodic Event-Triggered Sliding Mode Control of Permanent Magnet Synchronous Motor[J]. Journal of East China University of Science and Technology. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20210702002
Citation: WANG Yukun, SONG Jun, ZANG Zhina, NIU Yugang, QING Xiangyun. Periodic Event-Triggered Sliding Mode Control of Permanent Magnet Synchronous Motor[J]. Journal of East China University of Science and Technology. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20210702002

基于周期事件触发的永磁同步电机滑模控制

doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20210702002
详细信息
    作者简介:

    汪煜坤(1997-),男,安徽人,硕士生,主要研究方向为网络化的滑模控制。E-mail:wyksaigao@163.com

    通讯作者:

    宋 军, E-mail:sjky5211@163.com

Periodic Event-Triggered Sliding Mode Control of Permanent Magnet Synchronous Motor

  • 摘要: 研究了永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)的周期事件触发滑模控制问题。为了节约通信资源,采用周期事件触发机制来决定是否将状态通过网络发送到控制器。首先基于传统的事件触发机制设计了滑模控制器,通过设计事件触发条件,给出了实际滑模存在的充分条件,并证明了系统的鲁棒实际稳定性。在此基础上,提出了一种周期事件触发滑模控制方法。结合周期事件触发机制的特点,估计了相邻两次采样时刻之间误差的上限。通过适当地选择控制增益,给出了选择采样周期的方法,保证系统的鲁棒实际稳定性以及实际滑模的存在性。最后,Simulink仿真验证了本文设计的周期事件触发滑模控制器的有效性。

     

  • 图  1  PMSM的矢量控制框图

    Figure  1.  Schematic diagram of PMSM system based on vector control

    图  2  事件触发的滑模控制原理图

    Figure  2.  Schematic diagram of event-triggered SMC mechanism

    图  3  在周期性事件触发策略中$||\boldsymbol{e}\left(\mathit{t}\right)||$的演化

    Figure  3.  The evolution of $||\boldsymbol{e}\left(\mathit{t}\right)||$ in periodic event-triggered scheme

    图  4  电机转速变化图

    Figure  4.  Response of motor speed in simulation

    图  5  仿真中滑模函数的变化图

    Figure  5.  Response of the sliding surface in simulation

    图  6  仿真中状态变量的变化图

    Figure  6.  Response of the system states in simulation

    图  7  周期事件触发的事件间隔时间

    Figure  7.  Inter-event time of periodic event-triggered scheme

    表  1  永磁同步电机参数

    Table  1.   Parameters of permanent magnet synchronous motor

    ${\bar i_q}$/ A$\bar \omega $/r.min−1${R_s}$/$\Omega $${L_d} = {L_q}$/ mH${\phi _f}$/ wb${n_p}$$J$/ kg·m${B_v}$/ N·m·s·rad−1
    7.160000.720.20.006447.06×10−4 25.6×10−6
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  • [1] 林伟杰. 永磁同步电机伺服系统控制策略的研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2005.
    [2] 郑泽东, 李永东. 永磁同步电机控制系统综述[J]. 伺服控制, 2009(1): 22-24,26.
    [3] LI S, ZHOU M, YU X. Design and implementation of terminal sliding mode control method for PMSM speed regulation system[J]. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2013, 9(4): 1879-1891. doi: 10.1109/TII.2012.2226896
    [4] WANG B, WANG J. Sliding mode control of surface-mount permanent-magnet synchronous motor based on error model with unknown load[J]. Journal of Software, 2011, 6(5): 819-825.
    [5] HUANG J, LI H, CHEN Y, et al. Robust position control of PMSM using fractional-order sliding mode controller[J]. Abstract and Applied Analysis, 2012, 2012: 1-33.
    [6] SHI H, FENG Y, YU X. Adaptive back-stepping hybrid terminal sliding-mode control for permanent magnet synchronous motor[C]//2010 11th International Workshop on Variable Structure Systems. Mexico: IEEE, 2010: 272-276.
    [7] 崔茂振, 张昌凡, 朱剑. 永磁同步电机滑模调速控制及其实现[J]. 电子测量与仪器学报, 2012, 26(1): 84-92.
    [8] 刘颖, 周波, 方斯琛. 基于新型扰动观测器的永磁同步电机滑模控制[J]. 中国电机工程学报, 2010, 30(9): 80-85.
    [9] XIA C, WANG X, LI S, et al. Improved integral sliding mode control methods for speed control of PMSM system[J]. International Journal of Innovative Computing Information & Control, 2011, 7(4): 1971-1982.
    [10] BARAMBONES O, ALKORTA P. Position control of the induction motor using an adaptive sliding-mode controller and observers[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2014, 61(12): 6556-6565. doi: 10.1109/TIE.2014.2316239
    [11] FALLAHA C J, SAAD M, KANAAN H Y, et al. Sliding-mode robot control with exponential reaching law[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2011, 58(2): 600-610. doi: 10.1109/TIE.2010.2045995
    [12] 高敏. 永磁同步电机速度环的滑模变结构控制[J]. 科技广场, 2007(3): 43-45. doi: 10.3969/j.issn.1671-4792.2007.03.013
    [13] 张涌松, 舒志兵. 基于永磁同步电机的滑模变结构仿真研究[J]. 机床与液压, 2008, 36(7): 288-293. doi: 10.3969/j.issn.1001-3881.2008.07.095
    [14] 范炳奎, 李颖晖, 柳艳丽, 等. 基于新型趋近律的永磁同步电机滑模变结构矢量控制[J]. 微计算机信息, 2010, 8(1): 42-44.
    [15] ZHANG S, MA X. A PMSM sliding-mode control system based on exponential reaching law[C]// 2010 International Conference on Computational Aspects of Social Networks. Taiyuan, China: IEEE, 2010: 412-414.
    [16] UTKIN V I. Sliding mode control design principles and applications to electric drives[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 1993, 40(1): 22-36.
    [17] ASTROM K J, BERNHARDSSON B M. Comparison of riemann and lebesgue sampling for first order stochastic systems[C]//The 41st IEEE Conference on Decision and Control. USA: IEEE, 2002: 2011-2016.
    [18] SEYBOTH G, DIMAROGONAS D V, JOHANSSON K H. Control of multi-agent systems via event-based communication[J]. IFAC Proceedings Volumes, 2011, 44(1): 10086-10091. doi: 10.3182/20110828-6-IT-1002.01496
    [19] 唐波, 孙超, 彭力. 一种简单的基于事件触发的时间同步算法[J]. 小型微型计算机系统, 2018, 39(4): 668-671. doi: 10.3969/j.issn.1000-1220.2018.04.009
    [20] 李国梁, 张合新, 扈晓翔, 等. 状态反馈周期事件触发控制系统设计[J]. 电光与控制. 2016, 23(11): 23-26, 102.
    [21] FENG J, HAO F. Event-triggered nonsingular fast terminal sliding mode control for nonlinear dynamical systems[C]//Chinese Intelligent Systems Conference. Singapore: Springer, 2019: 150-158
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  • 收稿日期:  2021-07-02
  • 网络出版日期:  2021-10-15

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