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电机马达带负载转矩前馈补偿的永磁同步电机无感FOC
采用龙伯格负载转矩观测器可快速准确观测到负载转矩
将观测到的负载转矩用作前馈补偿可提高系统抗负载扰动能力 提供算法对应的参考文献和仿真模型无感FOC系统最怕啥突然加载的负载转矩能把转速环直接干懵。
这时候负载转矩前馈补偿就像给电机装了预判挂咱们今天要聊的就是这个让工程师又爱又恨的龙伯格观测器玩法。
先拆解观测器核心代码// 龙伯格观测器核心迭代 void LuenbergerObserver(float iq, float speed, float Ts) { static float TL_hat
0f; float J
001; // 转动惯量 float B
005; // 阻尼系数 float K1 1200; // 观测器增益1 float K2 800; // 观测器增益2 float e (iq - (TL_hat B*speed)/Kt); // 电流残差 TL_hat Ts*(K1*e - K2*TL_hat/J); // 负载转矩更新 gTL_Observed TL_hat; // 全局变量输出 }这段代码的玄机在增益参数的选择上K1和K2的比值直接决定观测器响应速度和稳定性。
实测中发现当K1/K2≈J*2时系统最稳但具体还得看电机参数微调。
前馈补偿可不是简单加法得考虑电流环响应延迟。
在转速环输出转矩指令后面得这么玩// 前馈补偿注入点 float SpeedController(float speed_ref, float speed_fb) { float torque_ref PID_Calc(speed_pid, speed_ref, speed_fb); torque_ref gTL_Observed / Kt; // 关键前馈注入 return Saturation(torque_ref, MAX_TORQUE); }注意这里的Kt是电机转矩系数别傻乎乎直接加观测值。
遇到过新手把单位搞错直接烧驱动板的惨案说多了都是泪。
仿真结果很直观突加负载时转速波动从±50rpm降到±10rpm以内。
不过得注意观测器在低速时的精度问题这时候得加个低速补偿策略% 低速区观测值滤波处理 if rpm 50 TL_filter
95*TL_filter
05*TL_observed; else TL_filter TL_observed; end实测发现低于5%额定转速时观测值开始飘这时候宁可不用前馈也别让系统震荡。
电机马达带负载转矩前馈补偿的永磁同步电机无感FOC
采用龙伯格负载转矩观测器可快速准确观测到负载转矩
将观测到的负载转矩用作前馈补偿可提高系统抗负载扰动能力 提供算法对应的参考文献和仿真模型参考文献直接上干货[1] 刘某某. 基于改进龙伯格观测器的PMSM抗扰动控制. 电机学报,2020[2] 张某某. 前馈补偿在伺服系统中的应用. 自动化仪表,2018要仿真模型的兄弟去GitHub搜项目PMSM-FF-Luenberger或者直接发邮件到motor_driverxxx.com索要。
下回咱们聊聊负载观测器和参数辨识的混合玩法保准让你的电机跟开了天眼似的稳如老狗。