基于扰动观测器的永磁同步电机(PMSM)模型预测控制与无差拍控制复合策略仿真研究

简介：
本研究探讨了一种结合扰动观测器、模型预测控制及无差拍控制技术的新型PMSM控制系统，通过仿真验证了其在提高系统动态响应和鲁棒性方面的优越性能。 在现代电机控制领域内，永磁同步电机（PMSM）由于其高效率、高性能以及优良的控制特性而受到广泛的研究与应用。模型预测控制（MPC），作为一种先进的控制系统策略，能够处理多变量系统并考虑未来预测信息，在解决复杂问题时表现出强大的约束处理能力。然而，该方法存在计算量大和对扰动敏感等局限性。 为了克服这些缺陷，并进一步提高系统的性能，无差拍控制被引入并与模型预测控制结合使用。无差拍控制因其快速响应、高精度及简单结构的特点，在电流内环中表现出色；而速度外环则采用MPC来优化电机的未来行为和控制序列以达到最优效果。 在永磁同步电机控制系统设计上，速度外环负责调节电机转速使之符合预期的目标值，同时电流内环确保系统按照指令快速准确地响应。这种复合控制策略将扰动观测器与模型预测及无差拍控制相结合，通过实时检测和补偿外部干扰以及参数变化来增强系统的鲁棒性。 仿真研究证明了该复合控制系统在提高电机动态性能和稳态精度方面具有显著效果，并且其模块化程序设计使得整个系统易于理解和实现。这一研究成果不仅加深了对PMSM控制策略的理解，还为相关领域提供了重要的参考价值，在推动电机控制技术的发展与应用中扮演着重要角色。 关键词包括“扰动观测器”、“永磁同步电机（PMSM）”、“模型预测控制（MPC）”、“速度外环”、“电流内环”、“无差拍控制”，以及“模块程序设计”。这些词汇反映了该研究的核心内容和方向，有助于进一步探讨相关技术的应用前景。