电子产品世界

在滑模面以外的运动中，系统运动点呈指数方式向滑模面运动，当接近滑模面时，系统进入切换带，穿越滑模面的运动与误差的绝对值|e|成比例，则幅值会越来越小，理想情况下最终会稳定到原点，误差为零，导致抖振的滑模切换项sgn(S)消失，抖振消除：


控制律中重要且关键的是B的求逆，由于系统开始运行时无法保证B的奇异性，会出现求不出其逆矩阵的情况。解决方法是每次求逆前先判断矩阵的奇异性，满足非奇异条件时求逆，不满足时则保持上一次的运算结果。

4 滑模变指数TSMC-PMSM调速系统
图1为TSMC-PMSM调速系统原理框图。采用DTC策略，转矩和磁链采用上述设计的控制器，转速外环采用PI控制器。内环控制器的输出ud，uq经2r／3s变换得ua，ub，uc，它们作为TSMC逆变级调制策略的参考给定，通过TSMC调制产生驱动PMSM定子侧三相电压。

TSMC整流级采用PWM，逆变级采用SVM：
(1)整流级PWM 为保持在中间直流上正下负的同时，尽可能充分地利用三相输入线电压，以合成较大的直流电压，将三相正弦输入相电压ua，ub，uc划分为6个区间。图2为整流级分区。

以1扇区为例，在一个调制周期内保持ub持续导通。ua，uc占空比为：
D1=ua／(-ub)，D2=uc／(-ub) (15)
类似容易得到其他区段的占空比计算公式。

(2)逆变级SVM 逆变级采用SVM技术，电压空间矢量分布图如图3所示，平面被分为6个区间。假定参考空间矢量Uref位于区间1，Dm，Dn，Do分别为U1，U2和零矢量的占空比。对于TSMC，由于整流级与逆变级没有大电容连接，为了与整流级协调以满足零电流换流，通常逆变级分为两段调制，占空比为：


5 系统设计及实验
TSMC驱动系统的全数字化实现得益于现代微处理器，特别是专用DSP及全控型功率器件，尤其是智能功率模块(IPM)的问世。系统硬件部分主要由控制板、TSMC主电路和驱动电路及为驱动电路供电的电源、电压电流采样电路及光电编码盘速度和位置检测部分、滤波电路、保护电路、PMSM等组成。
控制电路主要由TMS320F28335型DSP和EP2C8T144C8N型FPGA组成，其中FPGA主要根据TSMC整流级和逆变级的调制时间(占空比乘以调制周期)产生TSMC的驱动脉冲，即完成了TSMC的调制，同时FPGA还负责TSMC的保护功能；而基于滑模变结构的PMSM的DTC算法及TSMC占空比计算则由DSP完成，同时DSP还负责与上位机进行串口通信。

1 2 3

关键词： 永磁同步电机 矩阵变换器 滑模控制 直接转矩控制