基于Super-Twisting滑模的SRM直接转矩控制

因为开关磁阻电机(SRM)具有很多优良品质，所以如何抑制它的转矩抖振使其能够得到更广泛的应用与文章引用: 王玲, 章国宝. 基于Super-Twisting 滑模的SRM 直接转矩控制[J]. 计算机科学与应用, 2019, 9(2): 220-226.

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor, SRM)是一种双凸极结构电机[1]， 因具有结构简单、成本低， 可靠性高等优点， 使其能够在恶劣、高速的环境中运行， 这也使SRM 具有广阔的应用前景。

可因为SRM具有较大的转矩脉动， 是它难以得到进一步的发展。

近年来， 不少专家学者将直接转矩控制应用于对SRM转矩抖振的抑制中[2] [3]，并取得了不错得控制效果。SRM 的直接转矩控制系统一般采用双闭环结构， 即外环为转速环， 内环为磁链、转矩环， 但由于转速环仍采用传统控制， 所以控制系统仍存在鲁棒性差、超调量大等缺点。文献[4]将滑模控制引入SRM 直接转矩控制的转速环中，使系统具有较好的鲁棒性。

但传统的滑模控制本身就具有较大的抖振，为了能有效抑制抖振同时保留传统滑模控制的强鲁棒性，本文将引入高阶滑模控制。此外传统的直接转矩控制虽然对转矩脉动的抑制取得了一定的控制效果，但并不是十分理想。

因此，本文设计了基于Super-twisting 滑模的转速控制器，并将其应用于直接转矩控制的双闭环调速系统中，此外对传统的直接转矩扇区进行近一步细分，并增加了相应的电压矢量。相比于普通直接转矩控制，该系统实现了快速响应，对转矩抖振也有明显的抑制效果，拥有较好的控制性能。

2. Super-twisting 滑模控制器设计 一般来说，对于一个动态系统，通常有： ()()()d, , , , dxa x tb x t u yc x tt =+= (1) 其中，u 为控制输入量；x 为状态变量；y 为控制输出量；, , a b c 为未知函数。

那么，对于式(1)的通用二阶滑模控制式为： ( )( )1234sgnsgnsgnsgnrrABuKk ykyyKk ykyy=+++ (2) 其中，sgn 为符号函数；y 为系统输出量；增益AK 、BK 为负值；r 为指数调节因子。

由此可知，通过选择特定的增益可以得到不同的控制器。所有二阶滑模控制器稳定性的证明由文献[5]给出。

Super-twisting 滑模控制是一种二阶滑模控制方案，其控制思想是将开关作用的控制量u 应用到高阶