Um das Problem der begrenzten Zeitkonvergenz und der durch hohe Verstärkungen verursachten Vibrationen der herkömmlichen Gleitmodusregelung zu lösen, wird ein kombinierter Algorithmus aus nicht-singularer schneller terminaler Gleitmodusregelung (NFTSMC) und einer allgemeinen proportionalen Integrationsbeobachter (GPIO) entwickelt, um die Leistungssteigerung der Regelung des permanentmagnetischen Synchronmotors zu verbessern. Durch den Aufbau einer Gleitmodusfläche mit nichtlinearen Elementen wird eine begrenzte Zeitkonvergenz erreicht, und durch den Einsatz von GPIO wird die zeitvariable Störung in Echtzeit beobachtet und in den Geschwindigkeitsregelkreis vorgesteuert, wodurch die Schaltverstärkung begrenzt wird, um die Vibrationen zu unterdrücken. Simulationen und Experimente zeigen, dass die Anstiegszeit bei einer Sprungspur von 100 U/min auf 1,08 s verkürzt wird (um 32 % im Vergleich zur PI-Regelung) und der stationäre Fehler von 2,56 U/min auf 2,56 U/min reduziert wird. Die Überschwinger werden um 7,51 % reduziert. Bei einer plötzlichen Lastreduktion von 2,5 Nm kann der allgemeine proportionale Integrationsbeobachter die Laststörung genau schätzen und nicht nur die Vibrationen effektiv unterdrücken, sondern auch die maximale Geschwindigkeitsänderungswerte werden auf 105,81 U/min (Belastung) bzw. 93,72 U/min (Entlastung) reduziert, was um 7,51 % weniger ist im Vergleich zur PI-Steuerung, und die Erholungszeit auf Nenndrehzahl ist ebenfalls kürzer. Eine schnelle Fourier-Analyse der Geschwindigkeitsfluktuationen zeigt, dass die Harmonische der Geschwindigkeit nach Hinzufügung des Beobachters um 65 %, 29 %, 60 % bzw. 47 % für die 1., 2., 6. bzw. 12. Ordnung abnimmt. Bei Sinus-Nachführversuchen im Positionsregelkreis reduziert der GPIO-Beobachter die maximale Umschaltrichtungsfehler um 47 % und die RMS des Nachführfehlers von 0,25 auf 0,13, wodurch die Positionsverfolgungsgenauigkeit um 48 % verbessert wird. Die Experimente zeigen, dass die kombinierte Steuerungsmethode eine bessere Vibrationssuppression, schnelle dynamische Reaktion und Störunterdrückungsfähigkeit aufweist.

Permanentmagnet-Synchronmotor;Nichtlineare Steuerung;Gleitmodusregelung;Störungsunterdrückungsleistung