[發明專利]一種永磁同步電機分步反推滑模控制方法

有效

• 申請號: 201711067457.4
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107769652B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 何金保;駱再飛;易新華
• 申請（專利權）人: 寧波工程學院
• 主分類號: H02P21/05
• 分類號: H02P21/05;H02P21/00
• 代理公司: 蘇州翔遠專利代理事務所(普通合伙) 32251
• 代理人: 劉計成

本發明提供一種永磁同步電機分步反推滑模控制方法，針對永磁同步電機復雜系統的控制器設計問題，提出了分步反推滑模控制方法，有效的解決了內在和外在干擾問題，思路清晰，易于理解。設計了非線性滑模面，而且在控制律設計中包含了干擾自適應調節觀測器，可以有效消弱抖振。本發明針對有干擾和不確定性不滿足匹配條件的復雜系統，優勢明顯，大大提高了系統的魯棒性，實現簡單，具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種永磁同步電機分步反推滑模控制方法。

背景技術

永磁同步電機(PMSM)具備十分優良的低速性能、可以實現弱磁高速控制，調速范圍寬廣、動態特性和效率都很高，而且無需激磁電流，提高了電機效率和功率密度，永磁同步電機已經成為伺服系統的主流之選，廣泛應用于數控機床、工業機器人等領域。

隨著微電子技術、微處理器、控制技術的發展，使得很多算法復雜的控制策略可以應用到電機控制中。反推法，是一種針對不確定非線性系統的控制策略，其基本原理就是從系統的輸出開始向控制輸入回推，首先把系統分解成不超過系統階數的子系統，逐步對每個子系統采用Lyapunov函數方法，設計反饋控制律和參數自適應估計，一直后退到整個系統，最終實現系統全局漸進穩定和跟蹤。國內外學者對交流伺服系統的反推滑模控制策略研究取得了一定的成果，比如：非線性二元機翼的自適應反演滑模控制方法及裝置(發明專利，申請號號：201510762272X)，一種機動飛行器多終端約束反演滑模末制導方法(發明專利，申請號：2014106103229)，由于永磁同步電機系統外在干擾和系統建模不準確性，導致目前的目前反推滑模控制效果不夠理想，還有一些理論問題未解決。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，為了提高永磁同步電機系統性能，消弱滑模變結構控制的抖振，本發明提供一種永磁同步電機分步反推滑模控制方法。

永磁同步電機的狀態方程如下式：

其中A_p＝-B/J,B_p＝K_t/J，J為轉動慣量，B是粘滯摩擦系數，K_t是感應系數與極對數乘積，Δd(t)表示內在和外在干擾，內在干擾主要來自建模參數的不確定性，

其特征在于：采用滑模面為

其中e＝x₁-x_1d，β₁，β₂為常數，Δd(t)干擾自適應調節觀測器為分步反推設計方法為

步驟一：

定義

定義Lyapunov函數

則

步驟二：

定義

其中為Δd(t)的估計值，

則

在λ₁0，λ₂0，λ₁(β₁-α)α+0.25，

設計控制律為

則整個系統是穩定的。