本發明請求保護一種基于干擾補償的永磁同步電機調速系統積分滑模的控制方法，該方法首先根據永磁同步電機的數學模型設計基于積分滑模的速度控制器，然后對系統中設計廣義比例積分觀測器(GPIO)進行干擾估計，用于干擾補償，最后通過速度控制器和干擾估計值設計復合速度控制器。與無補償積分滑模控制方法相比，該方法能夠對干擾進行補償從而抑制干擾，波動幅度小，速度調節快，能夠獲得良好的跟蹤效果，可以滿足高性能永磁同步電機調速系統的應用需求。

技術領域

本發明屬于永磁同步電機的干擾抑制方法，尤其是一種針對永磁同步電機調速系統的基于干擾補償的積分滑模控制方法。

背景技術

隨著航空航天、醫療器件、機器人技術、制造業等發展，越來越多的領域對精度的要求越來越高。而永磁同步電機具有結構簡單、體積小、質量低、功率密度高、壽命長等優點而被廣泛應用于各個領域。但是實際控制系統中存在各種干擾，例如系統參數變化、負載突變、未建模動態、摩擦等干、信號采集誤差等干擾。

為了抑制干擾，提高對電機速度的控制精度，專家們相續提出了各種抗干擾控制算法。其中滑?？刂埔彩茄芯康臒狳c之一。傳統的滑模控制雖然具有結構簡單、響應速度快、具有較強的魯棒性等優點，但是存在一定的穩態誤差；對速度的進行微分的過程會引入高頻擾動，不利于對電機速度的高精度的控制，并且傳統滑模控制中對負載或者干擾進行觀測時因受電機參數的變化而具有較大的觀測誤差，進而降低了對速度的控制精度。因此為了對永磁同步電機速度的精準控制，研究抗干擾控制技術非常重要。

發明內容

本發明旨在解決以上現有技術的問題。提出了一種提高系統的穩定性并對電機的速度精度控制的基于干擾補償的永磁同步電機調速的積分滑?？刂品椒?。本發明的技術方案如下：

一種基于干擾補償的永磁同步電機調速的積分滑?？刂品椒ǎ浒ㄒ韵虏襟E：

首先建立永磁同步電機的數學模型，根據數學模型設計積分滑模面，再根據積分滑模面設計基于積分滑模的速度控制器；

然后對永磁同步電機調速系統設計廣義比例積分觀測器對干擾進行估計，用于干擾補償；

最后根據基于積分滑模的速度控制器和干擾估計值，建立復合積分滑模速度控制器。

進一步的，所述建立永磁同步電機的數學模型具體包括：

永磁同步電機的運動方程為：

其中，J為轉動慣量，ω為轉子機械角速度，B為阻力系數，T_L為負載轉矩，K_t為電機轉矩常數，i_q為d-q旋轉坐標系下的定子電流；

為了設計方便將運動方程寫成：

其中b＝K_t/J，為所要設計的積分滑?？刂破?，

為總的干擾，包括系統內部干擾和外部干擾。

進一步的，所述基于積分滑模的控制器的設計，具體步驟如下：

定義誤差e(t)＝ω-ω_r，則積分滑模面可設計為：

，

相對應的控制律可設計為：

其中，ω_r為給定轉速，k₁為滑模面相關系數，k為控制律相關系數，為ω_r的導數，b為控制律系數，b＝K_t/J，sign(s)為標準符號函數，k,k₁需滿足k＞0，k₁＞0。