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永磁同步电机的改进粒子群优化自抗扰控制

樊立萍 黄鑫

樊立萍, 黄鑫. 永磁同步电机的改进粒子群优化自抗扰控制[J]. 制造技术与机床, 2023, (12): 26-31. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.12.003
引用本文: 樊立萍, 黄鑫. 永磁同步电机的改进粒子群优化自抗扰控制[J]. 制造技术与机床, 2023, (12): 26-31. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.12.003
FAN Liping, HUANG Xin. Active disturbance rejection control of permanent magnet synchronous motor based on improved particle swarm optimization[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (12): 26-31. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.12.003
Citation: FAN Liping, HUANG Xin. Active disturbance rejection control of permanent magnet synchronous motor based on improved particle swarm optimization[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2023, (12): 26-31. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.12.003

永磁同步电机的改进粒子群优化自抗扰控制

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.12.003
基金项目: 辽宁省教育厅重点研发项目(LJKZZ20220057)
详细信息
    作者简介:

    樊立萍,女,1965年生,工学博士,教授,博士生导师,研究方向为现代电力电子与电气传动、工业过程智能优化、绿色能源系统等。E-mail:flpsd@163.com

    通讯作者:

    樊立萍,女,1965年生,工学博士,教授,博士生导师,研究方向为现代电力电子与电气传动、工业过程智能优化、绿色能源系统等。E-mail:flpsd@163.com

  • 中图分类号: TM32,TP273

Active disturbance rejection control of permanent magnet synchronous motor based on improved particle swarm optimization

  • 摘要: 为解决永磁同步电机的高精度控制问题,提出了一种基于改进粒子群优化算法的离散型自抗扰控制方法。在建立永磁同步电机数学模型基础上,对粒子群优化算法进行改进,分别设计改进的二阶跟踪微分器、三阶扩展状态观测器和非线性状态误差反馈环节,构造新的非线性函数提高扩展状态观测器和非线性状态误差补偿的控制率。改进粒子群算法对状态观测器和非线性状态误差补偿进行参数整定。结果显示,与PI和传统自抗扰控制器相比较,改进粒子群优化自抗扰控制能够使永磁同步电机具有更快的响应速度、更好的跟踪精度和更强的抗干扰能力,显著提高了控制效果。

     

  • 图  1  永磁同步电机矢量控制

    图  2  永磁同步电机自抗扰控制系统

    图  3  粒子群改进自抗扰控制系统

    图  4  永磁同步电机的转速曲线

    图  5  跟踪误差曲线

    表  1  IPSO-ADRC参数

    单元结构 参数 含义 数值
    TD r 速度因子 500
    λF 滤波因子 0.01
    h 积分步长 0.0001
    ESO h0 采样步长 0.001
    δ 滤波因子 0.05
    α1 非线性因子 0.5
    α2 非线性因子 0.5
    β10 函数增益 30
    β20 函数增益 300
    β30 函数增益 1000
    b 补偿因子 2
    NLSEF δ1 滤波因子 0.05
    α3 非线性因子 0.25
    α4 非线性因子 0.25
    β1 函数增益 4000
    β2 函数增益 140
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    表  2  永磁电机主要参数

    参数 意义 数值
    R 电阻 2.875
    L/H 电感 8.5×10−3
    J/(kg·m2 转动惯量 0.001
    pn 极对数 4
    ψf /Wb 永磁磁链 0.32
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    表  3  主要性能指标

    控制器 上升时间/s 调节时间/s 超调量/(%) 稳态误差/(%)
    PI 0.002 8 0.015 16.3 0.55
    ADRC 0.010 6 0.014 0 0
    IPSO-ADRC 0.003 1 0.005 0 0
    下载: 导出CSV
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  • 修回日期:  2023-06-16
  • 网络出版日期:  2023-12-04

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