一种基于参数自适应迭代学习控制的PMSM转矩 脉动抑制方法
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作者:
作者单位:

1.中国空气动力研究与发展中心 低速空气动力研究所;2.重庆大学 自动化学院

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基金项目:

国家重点研发计划智能机器人重点专项(2022YFB4702100)


A Torque Ripple Suppression Method for PMSM Based on PA-ILC Method
Author:
Affiliation:

1.China Aerodynamics Research and Development Center CARDC,Mianyang Sichuan,China;2.College of Automation,Chongqing University,Chongqing,China

Fund Project:

National Key R&D Program of China - Key Special Project on Intelligent Robots

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    摘要:

    针对永磁同步电机(PMSM)内部结构的非理想特性、磁路饱和、齿槽效应以及电力电子驱动器件的非线性特性等因素,PMSM在运行过程中会产生不可避免的转矩脉动现象,这种转矩脉动不仅会引起电机的机械振动和高频噪声,还会影响系统的控制精度与运行稳定性,严重限制了PMSM在高精度应用场景中的性能表现。针对传统迭代学习控制方法对PMSM非周期扰动不够理想,且存在参数整定困难等问题,本文提出了基于参数自适应迭代学习控制(PA-ILC)的新型抑制方法。本研究设计的参数迭代学习控制器实现了对迭代学习控制器参数的实时在线调整,增强了系统对周期性转矩脉动的抑制能力。同时,结合自适应算法抑制非周期转矩脉冲,形成复合控制策略。为验证所提方法的有效性,本文进行了MATLAB/Simulink仿真和硬件在环实验,结果表明,该方法相比传统PI控制和固定参数迭代学习控制,显著降低了转矩脉动幅度,提高了系统的跟踪精度和鲁棒性。

    Abstract:

    Permanent magnet synchronous motors (PMSM) generate inherent torque ripples due to non-ideal structural characteristics, magnetic saturation, cogging effects, and power electronic drive nonlinearities. These ripples induce mechanical vibrations, high-frequency noise, and degrade control precision and operational stability, ultimately limiting PMSM performance in high-precision applications.To overcome the limitations of conventional iterative learning control (ILC) in handling non-periodic disturbances and parameter tuning difficulties, this paper develops a suppression strategy based on parameter-adaptive iterative learning control (PA-ILC) method. The proposed controller enables real-time parameter self-adjustment, significantly enhancing periodic torque ripple suppression. By integrating an adaptive algorithm for non-periodic ripple compensation, a composite control strategy is established.Validation through MATLAB/Simulink simulations and hardware-in-the-loop experiments demonstrates that compared to traditional PI control and fixed-parameter ILC, the proposed method reduces torque ripple amplitude while improving tracking accuracy and system robustness.

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  • 收稿日期:2025-10-01
  • 最后修改日期:2026-01-08
  • 录用日期:2026-02-26
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