[發明專利]基于凸多胞形的PMSM魯棒H∞輸出反饋控制設計方法

在審

• 申請號: 201811079867.5
• 申請日: 2018-09-17
• 公開（公告）號: CN108983618A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 吳定會;楊德亮;肖仁;黃海波;韓欣宏;王佳宇
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;屠志力

本發明提供一種基于凸多胞形的PMSM魯棒H_∞輸出反饋控制設計方法，包括：步驟S1，首先對永磁同步電機進行PMSM凸多胞形頂點模型的建模，并確定凸多胞形頂點；步驟S2，對凸多胞形的各頂點分別設計魯棒H_∞輸出反饋控制器，最后綜合各頂點的反饋控制器得到全局控制器。本發明使得所設計的反饋控制器可以提高系統魯棒性，很好的滿足了PMSM高精度速度跟蹤的性能要求。

技術領域

本發明涉及永磁同步電機(PMSM)控制系統，尤其是一種基于凸多胞形的PMSM魯棒H_∞輸出反饋控制設計方法。

背景技術

永磁同步電機(PMSM)由于其體積相對較小，控制簡單，高功率，高效率和高控制精度等一系列優點，被廣泛應用于許多速度控制工業中。為此，提高PMSM的速度跟蹤性能成為研究領域的重中之重。

目前為止，學者們已經提出了許多反饋控制方法。在傳統的PMSM反饋控制上多采用PID算法，神經網絡控制算法，模糊控制算法等進行控制研究。但整個PMSM系統是一個高度非線性系統，參數之間存在強耦合性，使得傳統控制方法不能取得足夠好的控制性能。此外由于系統自身和外界環境的變化，引起定子電阻、電感及磁通的改變以及負載的改變，使得系統存在動態不確定性，常規的控制器設計都是基于單一模型獲得，由于參數固定，無法適應系統參數大范圍變化的情況，控制效果不理想。因此，需要找到一種合適的控制策略，使得在系統參數大范圍變化的情況下仍能達到期望的控制效果。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的不足，提供一種基于凸多胞形的PMSM魯棒H_∞輸出反饋控制設計方法，使得所設計的反饋控制器可以提高系統魯棒性，很好的滿足了PMSM高精度速度跟蹤的性能要求。本發明采用的技術方案是：

一種基于凸多胞形的PMSM魯棒H_∞輸出反饋控制設計方法，包括：

步驟S1，首先對永磁同步電機進行PMSM凸多胞形頂點模型的建模，并確定凸多胞形頂點；

步驟S2，對凸多胞形的各頂點分別設計魯棒H_∞輸出反饋控制器，最后綜合各頂點的反饋控制器得到全局控制器。

本發明的優點在于：本發明在PMSM凸多胞形模型的各個頂點設計出魯棒H_∞輸出反饋控制器，選取合適權重比系數合成控制器。仿真結果表明，該方法能準確的控制電機轉速，對負載變化的干擾具有較強的魯棒性，很好的滿足了PMSM控制高精度性能要求。

附圖說明

圖1為本發明的魯棒H_∞控制的廣義系統框圖。

圖2為本發明的永磁同步電機凸多胞形結構的魯棒H_∞控制框圖。

圖3為傳統PI控制和凸多胞形魯棒H_∞控制下的電磁轉矩仿真曲線圖。

圖4為本發明的傳統PI控制和凸多胞形魯棒H_∞控制下的轉速仿真曲線圖。

具體實施方式

下面結合具體附圖和實施例對本發明作進一步說明。

針對參數大范圍變化的系統，可以采用線性變參數系統(linear parametervarying,LPV)的凸多胞形結構并結合魯棒控制進行解決，其基本思想是：將大范圍參數變化的對象轉化為一個線性變參數系統來研究，并將其與H_∞控制理論相結合，形成LPV變增益H_∞控制理論。這種方法設計出的控制器參數隨著變參數進行變化。因為LPV系統的系統矩陣可以根據實時可測的外部參數動態調整，為線性控制理論在參數時變的非線性控制問題中的推廣提供了可能。