永磁同步电动机驱动系统不对中故障的谐振自抗扰控制

来源：江苏大学学报·自然科学版杂志2025年第4期北京时间：

作者：吴朗,李生权,罗琳,李喆,李娟

单位：扬州大学 电气与能源动力工程学院， 江苏 扬州 225127

摘要：针对永磁同步电动机（PMSM）系统转子不对中故障引起的转速波动，提出一种具有基于集成正弦扰动模型的谐振扩张状态观测器的谐振自抗扰控制(RADRC)策略.首先，利用转子不对中故障系统数学模型分析电动机受正弦干扰的故障形式，建立故障状态下的机电耦合模型.其次，将控制系统中速度环采用的比例积分（PI）控制器替换成自抗扰控制器，以提高电动机系统的响应速度与稳态性能.然后，根据电动机所受正弦干扰对谐振扩张状态观测器进行优化设计，并利用前馈补偿减小不对中故障对系统性能的影响.最后，通过搭建永磁同步电动机驱动系统不对中故障的仿真模型与试验平台，开展基于RADRC策略和传统的自抗扰控制（ADRC）策略的调速性能对比验证.结果表明：当电动机转速在不对中故障干扰影响下波动时，利用RADRC策略不仅能够快速微超调跟踪给定转速，而且能够有效抑制转速的波动；当控制电流相同时，该策略更能迅速有效地对转速波动进行良好的抑制，提高了永磁同步电动机系统在不对中故障下的运行性能.

关键词：永磁同步电动机, 谐振扩张状态观测器, 自抗扰控制, 容错控制, 不对中故障

基金资助： 国家自然科学基金资助项目(61903322)； 扬州大学研究生科研与实践创新计划项目(SJCX22_1741)