基于新型串联内模扩张状态观测器的PMSM齿槽转矩补偿控制方法

摘要

为了降低齿槽转矩对永磁同步电机伺服系统控制性能的影响,提出一种串联内模扩张状态观测器,以实现更准确的齿槽转矩观测和扰动补偿控制。通过齿槽转矩建模和观测器幅频特性分析,指出常规观测器存在周期性扰动观测性能差、低频扰动放大、系统阶次过高以及带宽要求严格等问题。针对所提出的观测器串联式结构,开展理论推导、仿真计算、实验验证以及对比分析工作,证明了扩张状态观测器估计低频扰动、内模观测器估计齿槽转矩的串联形式具有更好的扰动观测效果。将所提观测器应用于永磁同步电机伺服控制系统,系统转速波动和跟踪误差降低了约40%,观测器带宽要求降低了约60%。同时,系统算法的稳定性和抗低频扰动的能力得到了增强。