基于逆变器死区特性的永磁同步电动机系统的自适应变结构控制

摘要

永磁同步电动机调速系统由PWM逆变器、永磁同步电动机和机械负载三部分组成 ,每个部分都具有非线性特性和参数的不确定性 ;同时PWM逆变器因死区的存在 ,在低速以及调制频率很高时 ,死区特性将会导致逆变器输出电压含有很大的谐波分量 ,使转矩发生很大的脉动 ,甚至可能导致系统不稳定。采用自适应变结构控制策略消除逆变死区的影响。首先详细分析逆变器死区的特性 ,建立死区的数学模型和整个系统的非线性模型 ,在死区模型中 ,给出变化和影响系统性能的参数 ;根据模型的特点 ,采用自适应滑模变结构控制算法 ,实现死区补偿和非线性控制 ,这种方法不需要测量死区的参数 ,具有较强的鲁棒性 ,可使系统全局稳定并且达到准确的位置跟踪。对所提出自适应律和滑模控制方法 ,利用Lyapunov稳定性理论 ,证明了系统的稳定性和收敛性。利用MATLAB进行了系统仿真 。