基于改进型降阶观测器的永磁直驱伺服电动机转矩扰动抑制策略

作者：卜飞飞^*; 郭子韬; 顾毅君; 轩富强; 秦海鸿

来源：电工技术学报, 2022, 37(16): 4104-4115.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.211801

• 降阶观测器
• 永磁伺服电动机
• 直接驱动
• 转矩扰动抑制

由于永磁直驱电机的直驱特性，电机转速平稳性受转矩扰动影响大，低速运行时受齿槽转矩影响，电机转速波动剧烈。该文分析传统比例积分速度控制方法无法兼顾跟踪性能和抗扰性能的缺点。为此引入传统降阶状态观测器，对转矩扰动进行估计和前馈补偿；分析系统扰动转矩到真实转矩之间传递函数的伯德图及锯齿波响应，根据零极点对消原则对传递函数进行期望设计，引入微分环节对传统降阶观测器进行改进，给出改进观测器的锯齿波响应并证明其补偿响应速度的提升，提出基于引入微分模块的降阶观测器前馈补偿方法。搭建永磁直驱伺服电动机扰动抑制实验平台，通过仿真和实验验证改进的降阶观测器对补偿谐振的抑制具有良好性能，且抗扰动能力更强，实现较大扰动低速下的稳定运行。

• 单位
  自动化学院; 中国船舶重工集团公司第七二四研究所; 南京航空航天大学