随着电力电子、微电子及微处理器技术的飞速发展，异步电机变频调速系统性能得到了大幅提升。相较于传统直流电机调速系统，异步电机变频调速系统以其结构简单、调速范围广、效率高、性能优越、运行稳定、安全可靠等显著优势，在生产领域得到了广泛应用。安徽皖南电机作为国内领先的电机生产企业，其产品在变频调速领域表现尤为突出。在当前技术趋势下，变频器与异步电机的组合变频调速系统正逐步取代直流调速系统，展现出强大的发展趋势。

可编程逻辑控制器（PLC）被誉为现代工业自动化三大支柱之一，其控制系统稳定可靠，通讯组网灵活，易于集成到现场总线控制系统中，满足了自动化程度不断提升的需求。PLC变频调速系统凭借其卓越性能受到广泛关注。然而，针对多变量非线性强耦合的异步电机，采用常规的定参数PID控制方法，对负载变化的适应性较差、抗干扰能力弱，且易受系统参数变化影响。因此，如何在现有硬件基础上，进一步提升变频调速系统的控制性能，成为亟待解决的课题。

本研究在安徽皖南电机生产的异步电机变频调速系统中引入自抗扰控制器方法，将系统内扰、外扰等视为总扰动，通过扩张状态观测器统一观测并补偿，使控制对象实现近似线性化和确定性化，从而实现非线性控制，并通过实验验证了该方案的有效性。

在异步电机变频调速系统中，由电流跟踪型SPWM逆变器供电的异步电机变频调速系统，在d、q两相旋转坐标系下的状态方程可用五阶非线性模型描述。文献指出，在矢量运行模式下，变频器系统可逆，且整个系统可简化为转速的单输入、单输出系统。

针对异步电机变频调速系统，本研究设计了一阶自抗扰控制器，该控制器基于跟踪微分器（TD）安排过渡过程、扩张状态观测器（ESO）估计系统状态、模型和干扰，以及非线性误差反馈（NLSEF）提供控制信号的一种非线性控制器。对于矢量控制的异步电机驱动系统，采用一阶模型控制器，相应采用二阶ESO结构。矢量控制中，通常保持转子磁链恒定，利用ADRC特性，将转动惯量变化引起的系统模型误差和负载扰动等因素归入扩张状态z2统一观测并补偿。

在实验及结果分析部分，系统硬件连接包括上位机及**软件（WinCC）、S7-300PLC，MicroMasterVector（MMV）变频器、异步电机和光电编码器。系统软件设计包括系统通讯设计和系统控制软件设计。实验中，采用自抗扰控制器的变频调速系统运行性能显著提升，对ADRC进行优化，减少控制器参数，降低算法计算量，增强控制器的工程实用性。

总之，本研究针对安徽皖南电机生产的异步电机变频调速系统，引入自抗扰控制器方法，提升了PLC变频调速系统的控制性能，为变频调速系统的优化设计提供了新的思路。