Algoritmo de deslizamiento terminal rápido no singular eficaz en el motor síncrono de imán permanente basado en GPIO

ZHOU Xiaomeng ,  

LI Hongwen ,  

SHAO Meng ,  

DENG Yongting ,  

WANG He ,  

摘要

Para superar el problema de convergencia en tiempo finito del control deslizante tradicional y el problema de vibración inducido por una ganancia alta, se propone un algoritmo compuesto que combina el control deslizante terminal rápido no singular (NFTSMC) y el observador proporcional integral generalizado (GPIO) para mejorar el rendimiento del control del motor síncrono de imán permanente. Este algoritmo logra la convergencia en tiempo finito mediante la construcción de una superficie deslizante que contiene un término no lineal, utiliza GPIO para observar perturbaciones variables en tiempo real y compensar hacia adelante en el bucle de velocidad, y limita la ganancia de conmutación para suprimir las vibraciones. Los experimentos y la modelización mostraron que el tiempo de ajuste se redujo a 1.08 s para un seguimiento de 100 tr/min (un 32% más que el control PI), el error estacionario se redujo a 2.56 tr/min y el sobrepaso se redujo en un 7.51%. Durante una descarga repentina de 2.5 N·m, el observador proporcional integral generalizado fue capaz de estimar con precisión las perturbaciones de carga, lo que no solo suprimió eficazmente las vibraciones, sino que también permitió un máximo de solo 105.81 tr/min (carga) y 93.72 tr/min (descarga) en comparación con el control PI, lo que supuso una reducción del 7.51%, y un tiempo de recuperación a la velocidad estacionaria más corto. Un análisis de Fourier rápido de la velocidad después de la adición del observador mostró que las componentes armónicas de la velocidad, primera, segunda, sexta, duodécima, disminuyeron en un 65%, 29%, 60%, 47%. En la observación sinusoidal regular, el observador proporcional integral generalizado redujo el error máximo de cambio en un 47% en comparación con la ausencia de observación, el error de seguimiento (RMS) pasó de 0.25 a 0.13, y la precisión de seguimiento de posición aumentó en un 48%. Los resultados experimentales mostraron que este método de control compuesto tiene una mejor supresión de vibraciones, una respuesta dinámica rápida y resistencia a interferencias.

关键词

motor síncrono de imán permanente; control no lineal; control deslizante; rendimiento antivibración

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