16、永磁同步电机的扰动抑制控制方法研究

永磁同步电机的扰动抑制控制方法研究

1. 引言

永磁同步电机（PMSM）具有结构简单、转矩电流比高、功率密度大、噪音低和维护方便等优点，在数控机床、机器人和航空等领域得到了广泛应用。目前，比例积分（PI）等线性控制方法因其易于实现，已在 PMSM 系统中广泛使用。然而，PMSM 系统是一个存在不可避免的未测量扰动和参数变化的非线性系统，使用线性控制方法难以在整个运行范围内获得令人满意的性能。

随着微处理器技术、电力电子技术和现代控制理论的发展，越来越多的先进控制方法被引入到 PMSM 控制中，如自适应控制、鲁棒控制、滑模控制等。这些方法能从不同方面提升 PMSM 系统的性能。

在实际工业应用中，PMSM 系统面临着各种扰动，如摩擦力、未建模动态和负载扰动等。与传统的基于反馈的控制方法相比，基于前馈补偿技术的控制方法能更直接、快速和有效地抑制扰动的不利影响。目前，已开发出两种扰动估计技术来辅助设计复合控制方法，分别是扰动观测器（DO）技术和扩展状态观测器（ESO）技术。

2. 扰动估计技术

2.1 扰动观测器（DO）技术

扰动观测器（DO）技术由 Ohnishi 在 1987 年提出。基于该技术的控制方法已在机器人系统、硬盘驱动系统、通用运动控制系统等多个领域得到应用。目前已开发出多种类型的 DO，包括线性 DO、模糊 DO、基于神经网络的 DO 和其他非线性 DO 等。

2.2 扩展状态观测器（ESO）技术

扩展状态观测器（ESO）技术由 Han 在 1995 年提出。它将系统的集中扰动（包括内部动态和外部扰动）视为系统的一个新状态，能够同时估计系统状态和集中扰动。基于