基于灰色预测模型和降阶Luenberger观测器的永磁同步电机双闭环预测控制方案设计与实现
张彪1
潘红光2
赵应华1
王东亮1
1.国能榆林能源有限责任公司 青龙寺煤矿分公司,陕西 榆林 7194082.西安科技大学 电气与控制工程学院,陕西 西安 710054
摘要：目的 永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)控制系统的动态响应和抗干扰性能需要进一步提高.方法 提出基于灰色预测模型和降阶Luenberger观测器的双闭环预测控制方案.首先,在双闭环预测控制的基础上,为了利用历史电流数据更精确地预测PMSM的d,q轴参考电流,将灰色预测模型引入电流内环,提高电流的动态响应性能;其次,在速度外环中设计降阶Luenberger观测器对负载转矩进行观测并作出补偿控制,减少系统动态响应时间和受到干扰后的恢复时间;最后,分别通过仿真与实验对所提方案进行验证.结果 结果表明,电机采用传统的双闭环预测控制方案时,永磁同步电机空载启动的转速上升时间为0.3 s左右,对电机突加6 N ⋅ m的负载转矩时,电机转速下降,最大转速波动为100 r/min,转速恢复时间为0.4 s,之后平稳运行,A相电流THD=27.59%;电机采用所提方案时,永磁同步电机空载启动的转速上升时间为0.18 s左右,对电机突加6 N ⋅ m的负载时,电机转速下降,最大转速波动为65 r/min,转速恢复时间为0.2 s,之后平稳运行,A相电流THD=19.35%.结论 永磁同步电机采用改进双闭环预测控制方案时,空载启动时间更短;突加负载时,受到的转速波动更小,转速恢复速度更快;电流扰动更小,具有更快的动态响应性能、更强的抗扰动能力和更好的电流控制性能.
关键词：永磁同步电机双闭环预测控制灰色预测模型降阶Luenberger观测器
分类号：TP13(自动化基础理论)
资助基金：国家自然科学基金(61603295)
论文发表日期：2025-11-30
在线出版日期：2025-10-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 182-190 )
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