【摘要】：針對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)�？刂品椒ú荒芗骖櫹到y(tǒng)跟隨性、抗干擾性和魯棒性的問(wèn)題,提出了一種基于三自由度內(nèi)�？刂频挠来磐诫姍C(jī)矢量控制方法。該方法基于永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng),分析了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性和魯棒性的條件,根據(jù)永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性條件設(shè)計(jì)了反饋控制器、反饋濾波器和前饋控制器,從而實(shí)現(xiàn)分別對(duì)永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的跟隨性、抗干擾性和魯棒性三種性能的優(yōu)化控制,提升永磁同步電機(jī)的控制性能。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了基于三自由度內(nèi)�？刂频挠来磐诫姍C(jī)矢量控制方法的正確性和有效性。
【圖文】：

第32卷第21期尹忠剛等基于三自由度內(nèi)�？刂频挠来磐诫姍C(jī)矢量控制方法57分別為矢量控制系統(tǒng)的電壓和電流信號(hào)。2永磁同步電機(jī)的傳統(tǒng)內(nèi)�？刂品椒▊鹘y(tǒng)內(nèi)�？刂品椒ǖ慕Y(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。圖1中，nG(s)為被控對(duì)象模型，C(s)為內(nèi)�？刂破鳎琑(s)為參考電流信號(hào)，d(s)為外部干擾。圖1傳統(tǒng)內(nèi)�？刂品椒ǖ慕Y(jié)構(gòu)框圖Fig.1StructureoftraditionalIMCmethod利用傳統(tǒng)內(nèi)�？刂品椒ㄔO(shè)計(jì)控制器時(shí)，內(nèi)模控制器首先取模型的動(dòng)態(tài)逆，在不考慮魯棒性和輸入約束的情況下，，滿足閉環(huán)系統(tǒng)性能，然后通過(guò)添加低通濾波器以增強(qiáng)系統(tǒng)的魯棒性，使其能夠克服噪聲和模型失配帶來(lái)的影響，所以內(nèi)�？刂破鞅磉_(dá)式為1n(s)(s)f(s)CG（7）式中，n(s)G為被控對(duì)象模型，即永磁同步電機(jī)模型的最小相位部分；1()1/(1)mfss，其m值由被控對(duì)象的階次決定。由圖1可以推導(dǎo)出傳統(tǒng)內(nèi)�？刂频妮敵霰磉_(dá)式為nnn()()()()()()()()()()()()()sssssssssssssGCYRICIGCdICGGGG（8）式中，I為二階單位矩陣。將式（7）代入到式（8）中，經(jīng)整理可得到傳統(tǒng)內(nèi)�？刂频妮敵霰磉_(dá)式為11nnn111nn1()()()()()()()(1)(1)1()()()(1)nnmsssssssssssssGGGGYRIdGIGG（9）3基于三自由度內(nèi)模控制的永磁同步電機(jī)矢量控制方法3.1三自由度內(nèi)�？刂品椒ㄍㄟ^(guò)分析式（9）可知，在傳統(tǒng)內(nèi)�？刂浦校挥幸粋�(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)1，需要同時(shí)兼顧跟隨性、抗干擾性和魯棒性三方面性能，難以使各方面性能最大限度地提升，而三自由度內(nèi)�？刂品椒ㄡ槍�(duì)這三方面性能設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制器，可以有效改善永磁同步電機(jī)的控制性能�；�?

)()(1)(1)1()()()(1)nnmsssssssssssssGGGGYRIdGIGG（9）3基于三自由度內(nèi)模控制的永磁同步電機(jī)矢量控制方法3.1三自由度內(nèi)�？刂品椒ㄍㄟ^(guò)分析式（9）可知，在傳統(tǒng)內(nèi)�？刂浦�，只有一個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)1，需要同時(shí)兼顧跟隨性、抗干擾性和魯棒性三方面性能，難以使各方面性能最大限度地提升，而三自由度內(nèi)�？刂品椒ㄡ槍�(duì)這三方面性能設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制器，可以有效改善永磁同步電機(jī)的控制性能�；谌杂啥葍�(nèi)模控制的永磁同步電機(jī)矢量控制方法的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。圖2基于三自由度內(nèi)�？刂频挠来磐诫姍C(jī)矢量控制方法的結(jié)構(gòu)框圖Fig.2Structureofthevectorcontrolmethodbasedon3DOF-IMCforPMSM三自由度內(nèi)�？刂品椒ㄊ窃趥鹘y(tǒng)內(nèi)�？刂频幕A(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，是針對(duì)傳統(tǒng)內(nèi)�？刂频囊环N改進(jìn)方法，以改善系統(tǒng)的跟隨性、抗干擾性和魯棒性之間相互影響的關(guān)系，進(jìn)一步提升永磁同步電機(jī)的控制性能。圖3為三自由度內(nèi)模控制方法的結(jié)構(gòu)框圖。圖3三自由度內(nèi)�？刂品椒ǖ慕Y(jié)構(gòu)框圖Fig.3Structureof3DOF-IMCmethod圖3中，D(s)為反饋控制器，fF(s)為反饋濾波器，三者構(gòu)成三自由度內(nèi)模控制器。根據(jù)圖3可推導(dǎo)出三自由度內(nèi)模控制輸出表達(dá)式為nnf()()()()()()()()()()()()ssssssssssssYCGIGDRIGDGGFC（10）fnnf()()()()()()()()()()()sssssssssssYIFGCdIGDGGFC（11）

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