pmsm的哈密頓反饋耗散增益調度控制
裘君，趙光宙，齊冬蓮
浙江大學電氣工程學院，浙江杭州310027）
摘 要：針對水磁同步電機( pvsni)伺服系統的速度控制要求，基于哈密頓反饋耗散控制策略提出了增益調度永磁同步電機的速度控制方法，該方法從能量平衡的觀點，利用能量整形方法，給出了pmsm的速度控制器，并針對固定增益參數對于電機暫態性能控制的不足，基于系統實際值與期望穩定值之間的偏差提出了混合增益控制方法來提高控制系統的速度跟蹤性能j提出的控制方法簡化了系統設計過程，減少了系統控制中參數數量，在保證系統具有漸近穩定性能的同時，提高了系統的暫態響應性能一仿真和實驗結果表明，應用該才法控制永磁同步電機較傳統增益控制參數恒定的方法可以使系統具有更好的控制性能關鍵詞：哈密頓反饋耗散控制；增益調度；永磁同步電機；能量整形
中圖分類號：tp 27 文獻標識碼：a
1引 言
哈密頓系統是經典力學的基礎，被應用于廣泛的領域中，例如網絡、化工、生態等：在廣義哈密頓開放無源系統基礎上發展的耗散端口受控系統把能量耗散的概念引入哈密頓系統框架中。在科學和工程領域，通常認為動態系統是能量變換裝置，當系統達到穩態運轉狀態時能量處于一種動態平衡狀態，因此可以通過能量整形的方法使得系統運行在期望的平衡點，哈密頓反饋耗散控制方法就是這么一種能量整形方法。
自合矢量控制的坐標變換，本文利用反饋耗散哈密頓控制方法，選擇合適的閉環系統hamilton函數作為系統的lyapunov函數，利用lyapunov穩定性原理，以系統全局漸近穩定為設計原則，實現了永磁同步電機系統的速度解耦控制，簡化了系統的設計過程，并結合系統哈密頓函數，采用切換和插值混合拴制方法，對增益參數進行增益調度混合控制，提高了系統的暫態響應性能。
2哈密頓反饋耗散理論描述
哈密頓控制方法的思想是通過控制使得系統的出入能量達到一個動態平衡狀態，從而使系統運行在一個期望的穩定狀態。ortega. r對哈密頓控制方法做了總體的介紹，提出了哈密頓反饋耗散控制方法，利用哈密頓反饋耗散方法進行了永磁同步電機速度控制的嘗試。
對于一個系統：
式中，xer為狀態變量；f(x) e rn×n為結構矩陣；日(x)為哈密頓函數。
如果結構矩陣f(x)滿足：
則系統(1)為一個耗散哈密頓系統，其中，f(x)可以被分解為
式中，j(x)為一個反對稱矩陣，j (x)=-j(x)；r(x)為一個半正定對稱矩陣，r(x) =rt（x）≥o。
一個非線性系統：
式中，u為控制量；x∈rn；u∈rn；g（x）為滿秩矩陣。
如果可以設計反饋控制量u使得系統成為
且控制率u=φ(x)使得下式成立：
如果選取期望哈密頓函數h(x)為正定，那么形如：
的耗散哈密頓系統，有：
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