[發明專利]一種基于離散超螺旋滑模算法的永磁同步電機控制系統

有效

• 申請號: 202110362740.X
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113141136B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 都海波;張偉鍵;陳維樂;王利楠;俞波;從永正;劉雁生;孫訓紅
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/18;H02P21/24;H02P25/022
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

1.一種基于離散超螺旋滑模算法的永磁同步電機控制系統，其特征在于，包括無速度傳感器、速度控制器；

所述無速度傳感器用于估計永磁同步電機的轉子機械角速度，得到轉子機械角速度估計值

所述速度控制器根據永磁同步電機的轉子機械角速度估計值與轉子機械角速度期望值之差e^*(t_k)，產生定子電流的控制值i_q(t_k)，從而控制永磁同步電機的轉子機械角速度；

所述無速度傳感器是基于永磁同步電機的模型，以及根據離散的超螺旋滑模算法，設計得到離散的超螺旋滑模無速度傳感器；所述無速度傳感器的模型具體如下所示：

其中，t_k表示第k個時刻，t_k+1表示第k+1個時刻；k₁、k₂均表示增益，k₁＞0，k₂＞0；T表示采樣周期，即第k個時刻與第k+1個時刻之間的時間差；

v_α(t_k)、v_β(t_k)分別為第k個時刻下αβ坐標系中的α軸、β軸的定子電壓；

i_α(t_k)、i_β(t_k)分別為第k個時刻下αβ坐標系中的α軸、β軸的定子電流；

分別為第k個時刻下αβ坐標系中的α軸、β軸的定子電流估計值；

分別為第k+1個時刻下αβ坐標系中的α軸、β軸的定子電流估計值；

分別為第k個時刻下αβ坐標系中的α軸、β軸的反電動勢估計值；

分別為第k+1個時刻下αβ坐標系中的α軸、β軸的反電動勢估計值；

sig^m(·)函數具體為：sig^m(x)＝|x|^msign(x)；0＜m≤1，x∈R；

sign(·)為函數符號，具體為：R為實數集；

根據永磁同步電機的反電動勢方程，即可知：

第k個時刻下轉子電角位置估計值為：

第k個時刻下轉子電角速度估計值為：

由可知，第k個時刻下轉子機械角速度估計值為：

其中，為轉子磁鏈；n_p為極對數；

所述速度控制器是基于離散的超螺旋滑模無速度傳感器，設計得到的離散的有限時間速度控制器；所述速度控制器的模型具體如下所示：

其中，k₃、k₄均表示增益，k₃＞0，k₄＞0；i_q(t_k)為第k個時刻下的dq坐標系中q軸的定子電流；e^*(t_k)為第k個時刻下的永磁同步電機的轉子機械角速度估計值與轉子機械角速度期望值之差，即第k個時刻下的轉子機械角速度誤差；為第k個時刻下的干擾項估計值；為第k個時刻下的干擾項估計值；為第k+1個時刻下的干擾項估計值。