环球电机丨引入命令滤波器的算法

 在电机的位置伺服中，状态量表征的是电流、转速及转子角加速度等相关信息，这些状态受到电机固有属性的约束;控制量表征的是电压,受到逆变器直流侧电压幅值的约束。由于永磁同步电机的数学模型是非线性的,包含速度与电流的非线性耦合项,单从控制量饱和约束并不能保证状态量都始终在期望的集合内。故同时从状态和输入约束入手是必要的。在设计速度伺服控制律时考虑了状态受限问题,但局限于线性系统。对于非线性系统,常用的方法有反馈线性化、滑模法等,但都存在一定的问题，反馈线性化要求精确反馈，滑模法存在稳态抖震现象。学者们提出了反推法来设计控制律。为了解决这个问题，东莞电机厂提出了动态面和命令滤波器来消除这一问题。动态面本质是惯性系统,难于把幅值饱和与速率饱和同时考虑进去。对命令滤波器进行了详细的论述，其本质上是二阶系统，故在此基础上容易同时考虑幅值饱和与速率饱和。

环球电机系统中是两个输入到输出级联的形式，且相关度分别为3和1,且对于所有的都满足l>g。,其中心为大于零的常数。另假设参考位置信号三阶可导，导数有界且连续，故系统能用反推法进行控制律设计。为使电流解耦，以i*d=0的控制策略。

从上面的推导可以看出，基本的反推法一方面没有考虑到东莞电机的自身的固有属性，即电流过大会把电机烧坏，过大的期望电压反而会影响系统的性能;另一方面，最后得出的控制律中包括了对虚拟控制律的微分项,导致了计算膨胀问题。采用动态面方法可以解决计算膨胀的问题，也可以解决幅值饱和问题，但对于速率饱和则不好处理,而电机的位置伺服中，速率饱和同幅值饱和一样是不可忽略的。

 

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