采用自抗扰控制器的高性能异步电机调速系统

矢量控制技术已被广泛地应用于高性能异步电机调速系统中。然而 ,由于在实时控制中存在严重的外部干扰、参数变化和非线性不确定因素 ,基于精确电机参数的准确解耦很难实现 ,并且磁通和转矩的动态性能也受到严重的影响。为了提高调速系统的动态性能 ,该文提出了一种可以取代经典PID控制器用于异步电机调速的非线性自抗扰控制器。自抗绕控制器由三部分组成 :跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性状态误差反馈控制律。利用扩张状态观测器 ,自抗绕控制器可以估计出系统状态变量及其广义导数 ,从而实现异步电机的精确解耦。此外 ,上述控制方案不需要精确电机参数就可以实现干扰补偿 ,这使得自抗绕控制器的设计能够独立于异步电机的精确数学模型。仿真和实验结果表明 ,相对于经典PID控制器 ,自抗绕控制器在较宽的调速范围内具有更好的动态性能以及对负载扰动、电机参数变化都具有更好的鲁棒性。