● 摘要
永磁同步电动机(PMSM)结构简单、体积小、重量轻、低速性能好，可应用于高性能伺服驱动系统。然而，永磁同步电动机数学模型具有强非线性、强耦合的特性，应用传统控制方法很难取得令人满意的控制效果。为此，本文针对采用光电编码器作为转子位置传感器的永磁交流伺服系统，研究了抗干扰控制问题。研究成果可改善伺服系统的抗干扰控制性能，具有重要的理论意义和实际应用价值。论文的主要研究成果包括：
首先，针对光电编码器输出脉冲信号的特点，设计了一种基于变采样周期状态观测器的速度估计算法。该算法可根据电机速度自动改变采样周期，使采样周期与脉冲间隔同步。半物理仿真实验结果表明，该算法可减小脉冲信号的量化噪声对速度估计的影响，提高速度估计精度。
第二，针对二阶状态观测器难以兼顾动态和稳态性能的缺点，设计了基于复合状态观测器的速度估计算法。半物理仿真实验结果表明，该算法融合了M/T法和二阶观测器法的优点，可兼顾速度估计的动态和稳态性能。
第三，针对永磁交流伺服系统存在的内外干扰，设计了一种基于干扰观测器的PI速度控制器。实验结果表明，这种控制器可实现对系统的负载和扰动力矩的实时观测和补偿，能明显提高系统的鲁棒性和动态性能，性能明显优于普通PI控制。
最后，以TMS320F28335处理器为核心，设计了永磁同步电动机速度伺服系统实验平台，对本文提出的速度估计算法和控制方法进行了实验验证。