[發明專利]雙永磁同步電機混沌系統的有限時間同步控制方法

有效

• 申請號: 201410398792.2
• 申請日: 2014-08-14
• 公開（公告）號: CN104201945B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 陳強;翟雙坡;張楷青
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H02P6/04
• 分類號: H02P6/04
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司33201
• 代理人: 王兵,黃美娟

技術領域

本發明涉及一種雙永磁同步電機混沌系統的有限時間同步控制方法，特別是兩個初始條件不同且帶有不確定參數的雙永磁同步電機混沌系統的有限時間同步控制方法。

背景技術

永磁同步電機(permanent?magnet?synchronous?motor,PMSM)是一種典型的多變量、強耦合非線性系統，在諸如機器人、航空飛行器以及伺服轉臺控制等高性能系統中得到了廣泛的應用。然而，近年來的研究表明，永磁同步電機在一定條件下會呈現出混沌特性，混沌行為的存在將會產生不規則的電流噪聲，嚴重影響了系統的穩定運行，對PMSM的應用造成不便。然而，永磁同步電機中的混沌運動并不總是有害的，在工業攪拌等一些應用場合，電機的混沌運動相反還被認為是有益的并加以利用。永磁同步電機混沌同步是將兩個永磁同步電機混沌系統，即主系統和從系統的狀態實現完全重構。由于混沌運動本身的特點，兩個永磁同步驅動電機的混沌同步有利于實現良好攪拌混合的延伸折疊，從而提高工業攪拌的效率并減小攪拌過程中消耗的能量。

為了達到雙永磁同步電機混沌系統的快速同步，許多有效的先進控制方法已被引入。其中，滑模控制(sliding?mode?control,SMC)方法由于對系統數學模型要求不高，且對系統參數攝動、外部擾動具有較強的魯棒性，被廣泛應用于混沌同步控制研究中。但傳統的滑模控制方法中由于控制增益的過高以及符號函數的存在，導致其存在一定的抖振問題，影響了實際應用。為降低滑模控制中的抖振現象，很多改進的滑模控制方法被提出，例如：高階滑模、終端滑模、模糊滑模、神經網絡滑模等。

終端滑模控制方法在設計中引入了非線性函數，使得線性系統的狀態能在有限時間內達到零。終端滑模控制是通過設計一種動態非線性滑模面方程實現的，這種控制方法不僅保留了滑模控制的優點，同時確保了系統的全局魯棒性和穩定性。使用終端滑模控制的優點在于被控系統的狀態能在有限時間內達到零，這種技術已在二階機械臂、伺服轉臺等控制系統中得到應用。然而，傳統的終端滑模控制器的切換面會產生奇異值問題，為了克服這種問題，本發明中將應用非奇異終端滑模控制(nonsingular?terminal?sliding?mode?control,NTSMC)的方法設計控制器來實現永磁同步電機從系統的狀態在有限時間內快速跟蹤永磁同步電機主系統的狀態軌跡，最終實現雙永磁同步電機系統混沌狀態的有限時間同步。

發明內容

本發明要克服雙永磁同步電機在不同初始條件下呈現混沌特性且系統不確定參數導致混沌狀態不易快速精確同步等問題，提供一種基于非奇異終端滑模控制器的雙永磁同步電機有限時間混沌控制方法。采用非奇異終端滑模思想設計系統的同步控制器，改善一般終端滑模控制器存在的奇異值問題。同時，設計快速終端滑模切換面，提高系統同步誤差在滑模面上的收斂速度，保證帶有不確定參數的雙永磁同步電機混沌系統實現有限時間狀態同步。

本發明所述的雙永磁同步電機混沌系統的有限時間同步控制方法，具體實現步驟如下

步驟1，建立如式(1)所示的永磁同步電機系統的混沌模型，初始化系統狀態以及相關控制參數；