● 摘要
由于结构简单、体积小、重量轻、低速性能好，永磁同步电动机通常应用于高性能伺服驱动领域。但是，永磁同步电动机的数学模型是非线性、强耦合的，采用常规的线性控制方法很难得到令人满意的控制效果。滑模变结构控制方法是一种特殊的非线性控制方法，由于具有实现简单，鲁棒性好的优点而常用于电机伺服系统。为此，本文针对永磁同步电动机速度伺服系统，研究了滑模变结构控制的应用问题，具有一定的理论意义和实用价值。本文完成的主要工作包括：首先，针对具有梯形波反电势的无刷直流电动机和具有正弦波反电势的永磁同步电动机，引入了一个反电势波形函数，建立了两种电机的统一仿真模型，并在Matlab/ Simulink的环境下，进行了仿真验证。其次，研究了永磁同步电动机的矢量控制及空间矢量PWM技术，并设计了空间矢量PWM的实现算法，在本文设计的交流永磁电机统一仿真模型基础上进行了仿真验证。第三，设计了永磁同步电动机速度伺服系统滑模变结构控制器，并采用动态滑模控制方法和二阶滑模控制方法来削弱系统的稳态抖振，并通过仿真验证了这两种方法的有效性。最后，以TMS320F2812数字信号处理器为核心，搭建了永磁同步电动机速度伺服系统实验平台，并进行了实验研究。