基于磁场定向的PMSM电机级联PI控制器设计

摘要

介绍了PMSM同步电机磁场定向控制FOC(Field Oriented Control)的基本原理,建立了PMSM同步电机磁场定向多级联PI控制数学模型.为加强控制模型的抗干扰能力,系统在速度控制环、电流控制环和角度控制环前端分别引入带零点消除PI调节模块.同时为加强控制系统的稳定性和控制精度,通过单独控制电机电流的磁通(d轴)和转矩(q轴)分量控制实现磁场定向控制、磁极位置估算和速度跟踪.利用NXP公司强大的MCAT在线调试、仿真功能,对其电流、速度和磁极位置估算进行测试与仿真,验证磁场定向多级联PI控制数学模型的正确性.测试、仿真结果表明,该数学模型较好地反映了PMSM同步电机运行特性,在0V到电机额定电压全电压范围内,PMSM电机速度响应、跟踪,电流特性,磁极估算等,均有较好的控制效果,验证了控制模型的有效性.