船桨综合负载下基于USV的一种PMSM推进系统滑模变结构控制

赵红; 罗鹏; 王宁; 郑忠玖; 程世超

doi:10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.02.009

大连海事大学学报 >

2018 , Vol. 44 >Issue 2: 54 - 60

DOI: https://doi.org/10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.02.009

船舶与海洋工程

船桨综合负载下基于USV的一种PMSM推进系统滑模变结构控制

赵红 ,
罗鹏 ,
王宁 ,
郑忠玖 ,
程世超

展开

(1.大连海事大学船舶电气工程学院，辽宁大连 116026；2.国网辽宁省电力有限公司大连供电公司，辽宁大连 116085)

赵红（1967-），女，博士，教授，E-mail：zhaohong@dlmu.edu.cn.

收稿日期: 2017-12-05

修回日期: 2018-01-12

网络出版日期: 2018-01-12

基金资助

中央高校基本科研业务费资金资助项目（3132016314）.

收起

Sliding mode variable structure control on a kind of PMSM propulsion system based on USV in ship-propeller composite load

ZHAO Hong ,
LUO Peng ,
WANG Ning ,
ZHENG Zhong-jiu ,
CHENG Shi-chao

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（1.Ship Electronics Engineering College, Dalian Maritime University, Dalian 116026,China; 2. Dalian Supply Company, State Grid Liaoning，Dalian 116085，China）

Received date: 2017-12-05

Revised date: 2018-01-12

Online published: 2018-01-12

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摘要

以无人水面艇（USV）的永磁同步推进电机（PMSM）及其螺旋桨负载特性为研究对象，在PMSM推进系统中引入滑模变结构控制以进一步提高USV推进系统的动态性能.MATLAB/Simulink仿真分析验证了设计的滑模变结构控制USV推进系统方案的正确性和有效性.仿真实验结果表明，在船桨综合负载下的PMSM推进系统中，采用滑模变结构控制器不仅克服了传统PI控制器中参数难以整定、动态过程中转速及转矩超调大等缺点，而且增强了USV推进系统在复杂海况下的抗干扰能力，提高了系统的动静态性能.

关键词： 无人水面艇(USV); 滑模变结构控制; 永磁同步电机(PMSM); 船桨综合负载

本文引用格式

赵红 , 罗鹏 , 王宁 , 郑忠玖 , 程世超 . 船桨综合负载下基于USV的一种PMSM推进系统滑模变结构控制[J]. 大连海事大学学报, 2018 , 44(2) : 54 -60 . DOI: 10.16411/j.cnki.issn1006-7736.2018.02.009

Abstract

Taking the permanent magnet synchronous motor (PMSM) of the unmanned surface vehicle (USV) and its characteristics of the propeller load as study object, the sliding mode variable structure control was introduced in PMSM propulsion system to improve the dynamic performance of USV propulsion system. The correctness and effectiveness of the design of sliding mode variable structure control USV propulsion system was verified by MATLAB/Simulink simulation analysis. Simulation results show that in the shippropeller composite load of PMSM propulsion system, the sliding mode variable structure controller can not only overcome the shortcomings of setting PI parameters difficultly, large speed and torque overshoots in the dynamic process, but also enhance antiinterference ability of the USV propulsion system under complex sea conditions and raises the dynamic and static performance of the system.

Key words： unmanned surface vehicle (USV); sliding mode variable structure control; permanent magnet synchronous motor (PMSM); ship-propeller composite load

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