异步电机自适应的快速滑模控制方法
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作者:
作者单位:

1.兰州交通大学;2.西南交通大学

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通讯作者:

中图分类号:

7

基金项目:

国家自然科学基金(U19A20110)


Adaptive Non-Singular Fast Terminal Sliding Mode Control Method for Induction Motors
Author:
Affiliation:

1.LanZhou JiaoTong University;2.Southwest Jiaotong University

Fund Project:

National Natural Science Foundation of China(U19A20110)

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    摘要:

    本文提出了一种具有自适应能力的非奇异快速终端滑模控制(non-singular fast terminal sliding mode control,NFTSMC)方法,可以有效提高受外部扰动和参数变化下的异步电动机速度控制性能。文中首先设计了一种具有自适应能力的非线性控制方法,可以在有效提高系统抗干扰能力和动态响应性能的基础上,抑制滑模抖振现象,且可以规划滑模收敛率。其次,本文提出的滑模负载转矩观测器(sliding mode load torque observer, SMLTO)可以保证在负载转矩发生波动时,快速准确地跟踪到实际转矩,从而减小了由负载转矩突变导致的速度波动,提高了控制精度和鲁棒性能。此外,文中所提方法采用了非奇异终端滑模控制方法,可以加快系统状态收敛速率,同时避免了传统滑模控制中的奇异性问题。实验结果表明,该方法显著提升了异步电机速度控制系统的鲁棒性和响应速度,具有良好的负载转矩观测性能。

    Abstract:

    This paper proposes an adaptive non-singular fast terminal sliding mode control (NFTSMC) method to effectively enhance the speed control performance of induction motors under external disturbances and parameter variations. First, an adaptive nonlinear control method is designed to improve the system""s disturbance rejection capability and dynamic response performance while suppressing chattering in sliding mode control and planning the sliding mode convergence rate. Second, the proposed sliding mode load torque observer (SMLTO) ensures rapid and accurate tracking of the actual torque during load torque fluctuations, reducing speed fluctuations caused by sudden changes in load torque and improving control precision and robustness. Additionally, the proposed method employs a non-singular terminal sliding mode control approach, accelerating the system state convergence rate and avoiding the singularity issues in traditional sliding mode control. Experimental results show that the proposed method significantly improves the robustness and response speed of the induction motor speed control system and demonstrates excellent load torque observation performance.

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  • 收稿日期:2024-09-24
  • 最后修改日期:2024-12-17
  • 录用日期:2024-12-17
  • 在线发布日期: 2024-12-31
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