·344· 智能系统学报 第13卷 12 machine[J].Proceedings of the CSEE,2006,26(13): 129-134. 8 [4程明，张淦，花为.定子永磁型无刷电机系统及其关键技 0 术综述).中国电机工程学报，2014,34(295204-5220 CHENG Ming,ZHANG Gan,HUA Wei.Overview of stator permanent magnet brushless machine systems and 0.0050.0100.0150.0200.0250.030 their key technologies[J].Proceedings of the CSEE,2014, (d)电磁转矩波形 3429):5204-5220 [5]HUA Wei,CHENG Ming,LU Wei,et al.A new stator-flux 图6FSPM在负载突变时的仿真结果 orientation strategy for flux-switching permanent magnet Fig.6 Simulation results of FSPM under load torque mutations motor based on current-hysteresis control[J].Journal of ap- plied physics,2009,105(7):07F112. 从图6(a)、(b)中可见，LADRC控制在突加负 [6]ZHU Z Q,CHEN J T.Advanced flux-switching permanent 载扰动时较PI控制的电机转速具有更优的动态响 magnet brushless machines[J].IEEE transactions on mag- 应特性，此时PI控制器参数为：k=2.05,k=0.02。 netics.2010,46(6):1447-1453 在0.015s的时候负载突增到8Nm,为了达到稳定 [7]WANG Lie,ALEKSANDROV S,TANG Yang,et al.Fault- 的平衡状态，系统电磁转矩需要增大，而电磁转矩 tolerant electric drive and space-phasor modulation of flux- 的增大依赖于交轴电流的增大。因此，由图6(c)、(d) switching permanent magnet machine for aerospace applica- 可见，交轴电流在0.015s时有突变，经过一个短暂 tion[J].IET electric power applications,2017,11(8): 的过渡阶段后，电磁转矩在8Nm附近波动，电机 1416-1423. 进入稳定运行状态。 [⑧]贾红云，程明，花为，等.基于死区补偿的磁通切换永磁电 机定子磁场定向控制[.电工技术学报，2010,25(11)： 4结束语 48-55 JIA Hongyun,CHENG Ming,HUA Wei,et al.Stator-flux- 为实现FSPM电机的高性能控制，本文提出了 oriented control for flux-switching permanent magnet mo- 基于线性自抗扰的新型矢量控制方案。建立的 tor based on dead-time compensation[J].Transactions of FSPM电机的稳态和动态仿真模型为系统分析该调 China electrotechnical society,2010,25(11):48-55. 速系统的实际控制效果提供了理论分析的工具。通 [9]JIA Hongyun,CHENG Ming,HUA Wei,et al.A new 过与传统的PI控制进行对比分析，验证了经过参数 stator-flux orientation strategy for flux-switching perman- 整定后的LADRC具有更好的转速跟踪效果，并且 ent motor drive based on voltage space-vector[C]//Interna- tional Conference on Electrical Machines and Systems. 在转速突变或负载摄动时无需再进行参数整定，因 IEEE,2009:3032-3036. 此LADRC较PI具有更强的抗干扰能力和鲁棒性， [1O]金建勋，郑陆海.基于SVPWM的PMLSM控制系统仿 有助于今后进一步研究线性自抗扰控制器在FSPM 真与实现[U.智能系统学报，2009,4(3)：251-257. 电机运行控制中的应用。 JIN Jianxun,ZHENG Luhai.A permanent magnet linear 参考文献： synchronous motor control system based on space vector pulse width modulation[J].CAAI transactions on intelli- [1]CHENG Ming,HUA Wei,ZHANG Jianzhong,et al.Over- gent systems,.2009,4(3y:251-257. view of stator-permanent magnet brushless machines[J]. [11]朱瑛，程明，花为，等.磁通切换永磁电机的空间矢量脉 IEEE transactions on industrial electronics,2011,58(11): 宽调制控制[).电机与控制学报，2010,14(3)：45-50. 5087-5101. ZHU Ying,CHENG Ming,HUA Wei,et al.Space-vector [2]ZHU Z Q,PANG Y,HOWE D,et al.Analysis of electro- PWM control of flux-switching permanent magnet magnetic performance of flux-switching permanent-magnet motor[J].Electric machines and control,2010,14(3): machines by nonlinear adaptive lumped parameter magnetic 45-50. circuit model[J].IEEE transactions on magnetics,2005, [12]CHENG Ming,SUN Qiang,ZHOU E.New self-tuning 41(11):4277-4287. fuzzy PI control of a novel doubly salient permanent-mag- [3]花为，程明，ZUZQ,等.新型磁通切换型双凸极永磁电 net motor drive[J].IEEE transactions on industrial elec- 机的静态特性研究.中国电机工程学报，2006,26(13)： tronics,2006,53(3):814-821. 129-134 [13]HAN Jingqing.From PID to active disturbance rejection HUA Wei,CHENG Ming,ZHU Z Q,et al.Study on static control[J].IEEE transactions on industrial electronics, characteristics of novel flux-switching doubly-salient PM 2009,56(3):900-906.0 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 −4 0 4 8 12 电磁转矩/(N·m) t/s (d) 电磁转矩波形 图 6 FSPM 在负载突变时的仿真结果 Fig. 6 Simulation results of FSPM under load torque mutations kP = 2.05, kI = 0.02 从图 6(a)、(b) 中可见，LADRC 控制在突加负 载扰动时较 PI 控制的电机转速具有更优的动态响 应特性，此时 PI 控制器参数为: 。 在 0.015 s 的时候负载突增到 8 N·m，为了达到稳定 的平衡状态，系统电磁转矩需要增大，而电磁转矩 的增大依赖于交轴电流的增大。因此，由图 6(c)、(d) 可见，交轴电流在 0.015 s 时有突变，经过一个短暂 的过渡阶段后，电磁转矩在 8 N·m 附近波动，电机 进入稳定运行状态。 4 结束语 为实现 FSPM 电机的高性能控制，本文提出了 基于线性自抗扰的新型矢量控制方案。建立的 FSPM 电机的稳态和动态仿真模型为系统分析该调 速系统的实际控制效果提供了理论分析的工具。通 过与传统的 PI 控制进行对比分析，验证了经过参数 整定后的 LADRC 具有更好的转速跟踪效果，并且 在转速突变或负载摄动时无需再进行参数整定，因 此 LADRC 较 PI 具有更强的抗干扰能力和鲁棒性， 有助于今后进一步研究线性自抗扰控制器在 FSPM 电机运行控制中的应用。 参考文献： CHENG Ming, HUA Wei, ZHANG Jianzhong, et al. Over￾view of stator-permanent magnet brushless machines[J]. IEEE transactions on industrial electronics, 2011, 58(11): 5087–5101. [1] ZHU Z Q, PANG Y, HOWE D, et al. Analysis of electro￾magnetic performance of flux-switching permanent-magnet machines by nonlinear adaptive lumped parameter magnetic circuit model[J]. IEEE transactions on magnetics, 2005, 41(11): 4277–4287. [2] 花为, 程明, ZHU Z Q, 等. 新型磁通切换型双凸极永磁电 机的静态特性研究[J]. 中国电机工程学报, 2006, 26(13): 129–134. HUA Wei, CHENG Ming, ZHU Z Q, et al. Study on static characteristics of novel flux-switching doubly-salient PM [3] machine[J]. Proceedings of the CSEE, 2006, 26(13): 129–134. 程明, 张淦, 花为. 定子永磁型无刷电机系统及其关键技 术综述[J]. 中国电机工程学报, 2014, 34(29): 5204–5220. CHENG Ming, ZHANG Gan, HUA Wei. Overview of stator permanent magnet brushless machine systems and their key technologies[J]. Proceedings of the CSEE, 2014, 34(29): 5204–5220. [4] HUA Wei, CHENG Ming, LU Wei, et al. A new stator-flux orientation strategy for flux-switching permanent magnet motor based on current-hysteresis control[J]. Journal of ap￾plied physics, 2009, 105(7): 07F112. [5] ZHU Z Q, CHEN J T. Advanced flux-switching permanent magnet brushless machines[J]. IEEE transactions on mag￾netics, 2010, 46(6): 1447–1453. [6] WANG Lie, ALEKSANDROV S, TANG Yang, et al. Fault￾tolerant electric drive and space-phasor modulation of flux￾switching permanent magnet machine for aerospace applica￾tion[J]. IET electric power applications, 2017, 11(8): 1416–1423. [7] 贾红云, 程明, 花为, 等. 基于死区补偿的磁通切换永磁电 机定子磁场定向控制[J]. 电工技术学报, 2010, 25(11): 48–55. JIA Hongyun, CHENG Ming, HUA Wei, et al. Stator-flux￾oriented control for flux-switching permanent magnet mo￾tor based on dead-time compensation[J]. Transactions of China electrotechnical society, 2010, 25(11): 48–55. [8] JIA Hongyun, CHENG Ming, HUA Wei, et al. A new stator-flux orientation strategy for flux-switching perman￾ent motor drive based on voltage space-vector[C]//Interna￾tional Conference on Electrical Machines and Systems. IEEE, 2009:3032–3036. [9] 金建勋, 郑陆海. 基于 SVPWM 的 PMLSM 控制系统仿 真与实现[J]. 智能系统学报, 2009, 4(3): 251–257. JIN Jianxun, ZHENG Luhai. A permanent magnet linear synchronous motor control system based on space vector pulse width modulation[J]. CAAI transactions on intelli￾gent systems, 2009, 4(3): 251–257. [10] 朱瑛, 程明, 花为, 等. 磁通切换永磁电机的空间矢量脉 宽调制控制[J]. 电机与控制学报, 2010, 14(3): 45–50. ZHU Ying, CHENG Ming, HUA Wei, et al. Space-vector PWM control of flux-switching permanent magnet motor[J]. Electric machines and control, 2010, 14(3): 45–50. [11] CHENG Ming, SUN Qiang, ZHOU E. New self-tuning fuzzy PI control of a novel doubly salient permanent-mag￾net motor drive[J]. IEEE transactions on industrial elec￾tronics, 2006, 53(3): 814–821. [12] HAN Jingqing. From PID to active disturbance rejection control[J]. 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