[發明專利]一種基于滑模變結構的二維轉臺角度速度一體控制方法

有效

• 申請號: 202011290675.6
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112379597B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 向云飛;李夢男;吳孟樺;杜剛;高惟鷹;郭茂;張倩
• 申請（專利權）人: 東方紅衛星移動通信有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;H02P21/00
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

1.一種基于滑模變結構的二維轉臺角度速度一體控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

對二維轉臺中的永磁同步電機的數學模型公式進行分析，獲取永磁同步電機的三相電流；

采用Clark變換將所述三相電流轉換成α-β坐標系下的等效電流；

通過角度傳感器和速度傳感器實時采集二維轉臺轉動的反饋角度θ_m和反饋速度ω_m；

將所述反饋角度θ_m和所述反饋速度分別與所述α-β坐標系下的等效電流進行Park變換轉換成d-q旋轉坐標系下的等效電流；

將目標角度θ_ref和反饋角度θ_m做差，采用指數趨近律的滑模面的得到輸出q軸的電流值作為角度滑模控制；

將目標速度ω_ref和反饋速度ω_m做差，采用指數趨近律的滑模面得到輸出q軸的電流值作為速度滑模控制；

當進行第一角度范圍內運動時，則進行角度滑模控制；

當進行第二角度范圍內運動時，則先進行速度滑模控制，當所述反饋角度θ_m離目標角度θ_ref相差一個切換角度值時，切換為角度滑模控制；

將上述采用的輸出q軸的電流值作為q軸目標電流，與Park變換后q軸等效電流做差，對電流進行調節，得到q軸的電壓；

將d軸目標電流與Park變換后d軸等效電流做差，對電流進行調節，得到d軸的電壓；

將q軸的電壓和d軸的電壓輸入到矢量脈寬調制器中，經過Park逆變換后得到永磁同步電機每一相的電壓占空比，并實現永磁同步電機對二維轉臺的轉動控制；

其中，角度速度一體化控制器設計表示如下：

其中，θ_s表示切換角度值(Rad/s)；表示電流的q軸分量；J表示系統的轉動慣量；p_n表示極對數；ψ_f表示永磁體磁鏈；c₁表示滑模面參數；表示目標角速度；表示目標角加速度；ε₁表示系統的運動點趨近切換面s₁＝0的速率；sgn(s₁)表示對滑模面s₁的階躍函數；q₁表示指數趨近項系數；表示速度滑模控制下電流的q軸分量；c₂表示滑模面參數；表示負反饋角加速度；ε₂表示系統的運動點趨近切換面s₂＝0的速率；sgn(s₂)表示對滑模面s₂的階躍函數；q₂表示指數趨近項系數。

2.根據權利要求1所述的一種基于滑模變結構的二維轉臺角度速度一體控制方法，其特征在于，所述第二角度范圍大于所述第一角度范圍。

3.根據權利要求1所述的一種基于滑模變結構的二維轉臺角度速度一體控制方法，其特征在于，所述切換角度值為預設的角度值，所述目標角度為所述預設的角度值的整數倍。