基于新型趋近律和EKF的PMSM滑模控制器设计

来源：电子测量技术杂志2025年第11期北京时间：

作者：黎心慰，马家庆，陈昌盛，何志琴，吴钦木

单位：贵州大学电气工程学院 贵阳 550025

摘要：针对永磁同步电机矢量控制系统在应用传统滑模趋近律控制时存在的dq轴电流波动大，控制系统中动态性能指标达不到预期等问题，提出了一种基于新型趋近律的滑模控制策略。首先，结合一般幂次趋近律和转速误差幂函数设计一种新型滑模趋近律（NSMRL）算法，并通过Lyapunov函数证明其稳定性。其次，为更进一步降低永磁同步电机的电流谐波占比，改善电流脉动问题，本文提出将扩展卡尔曼滤波器（EKF）结合设计的新型趋近律，在最小方差意义上获得电流的最优预测。仿真结果表明，与传统滑模控制趋近律相比，采用NSMRL的控制器在启动过程中超调减少21.73%突加负载后转速降落减少31 r/min。引入EKF后d-q轴电流波动相较于NSMRL减少92%，EKF有效降低了电流脉动现象。

关键词：永磁同步电机;滑模控制;幂次趋近律;扩展卡尔曼滤波器;电流预测

基金资助：国家自然科学基金（62163006，52267003）、贵州省科技厅支撑计划项目（QKHZ［2021］G442，QKHZ［2022］G264，QKHZ［2023］G096，QKHZ［2023］G179）、贵州省科技厅计划项目（QKHCG-LH［2024］Z028）资助