永磁同步电机具有体积小、重量轻、效率高、转子无发热等优点,使其受到国内外的普遍重视,广泛用于柔性制造系统、机器人、办公自动化、数控机床等领域[1]。永磁同步电机直接转矩控制系统具有结构简单、转矩响应快、鲁棒性好等特点,但与异步电动机的直接转矩控制一样,随着控制性能要求的提高,还存在着以下缺点:磁链和转矩脉动大、逆变器开关频率不恒定、低速时磁链和转矩难以控制[2],这些已严重阻碍了系统的优化。为了解决这些问题,文献[3]采用多电平功率变换器,通过控制多个电压矢量作用于电机,使磁链、转矩平滑,但这种方法增加了系统硬件成本和控制复杂性;文献[4]提出了基于恒定开关频率的DTC控制方法,实现转矩和磁链的平滑控制,这种方法受电机参数变化影响大;文献[5]提出了基于模糊逻辑的DTC—PMSM控制思想,准确选择电压矢量来改善磁链和转矩的平稳性及快速性,缺点是进行在线模糊推理的计算工作量大,难以实时控制。
近年来,滑模变结构控制引起广泛重视。它具有许多优良特性,如鲁棒性强、对外来干扰和系统未建模动态有抑制作用、动态响应快等。为了克服传统DTC中电流、转矩和脉动较大的缺陷,本文将该控制策略引入永磁同步电机直接转矩控制,使系统具有强鲁棒性和快速动态响应。仿真结果验证了该控制策略的有效性。