[發明專利]基于組合趨近律的永磁同步電機滑模控制方法及存儲介質

在審

• 申請號: 202110598926.5
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113497578A
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 沈亞莉;姚曉東;王愛元;劉思豪
• 申請（專利權）人: 上海電機學院;佛山市高明區明戈新型電機電控研究院
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/05;H02P21/18
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

1.一種基于組合趨近律的永磁同步電機滑模控制方法，其特征在于，所述的滑模控制方法包括：

步驟1：獲取永磁同步電機實際的轉子角速度和轉子角度數據；

步驟2：建立永磁同步電機在三相靜止坐標系下的數學模型，獲取兩相靜止坐標系下的電流分量數據；

步驟3：通過速度環和電流環獲得電壓分量數據；

步驟4：通過電壓分量數據獲取逆變器開關信號數據；

步驟5：將開關信號數據經過三相逆變器后輸出三相定子電壓數據；

步驟6：使用三相定子電壓數據控制永磁同步電機的轉速和轉矩，實現電機調速。

2.根據權利要求1所述的一種基于組合趨近律的永磁同步電機滑模控制方法，其特征在于，所述的步驟1具體為：

采用光電編碼器檢測永磁同步電機實際的轉子角速度和轉子角度數據。

3.根據權利要求1所述的一種基于組合趨近律的永磁同步電機滑模控制方法，其特征在于，所述的步驟2具體為：

建立永磁同步電機在三相靜止坐標系下的數學模型，使用電流傳感器采集a、b和c三相靜止坐標系下的三相交流信號i_a、i_b和i_c，通過Clark變換，獲得兩相靜止坐標系下的電流分量i_α和i_β；

所述的電流分量i_α和i_β的計算方法為：

其中，i_a、i_b和i_c分別為三相定子繞組電流，i_α和i_β為兩相靜止坐標系下的電流。

4.根據權利要求3所述的一種基于組合趨近律的永磁同步電機滑模控制方法，其特征在于，所述的永磁同步電機的數學模型為：

定義系統的狀態變量x₁和x₂：

其中，為x₁的導數，ω_ref為電機參考轉速，ω_m為電機實際轉速，為ω_m的導數；

采用i_d＝0的永磁同步電機轉子磁場定向控制，建立在dq坐標系下的永磁同步電機數學模型，其電壓方程為：

其中，u_d和u_q分別為d軸電壓和q軸電壓；i_d和i_q分別為d軸電流和q軸電流；L_d和L_q分別為d軸電感和q軸電感；ψ_f為永磁體磁鏈；R為定子電阻；ω_e為電角速度；

PMSM轉矩方程：

式中，T_e為電磁轉矩，p為極對數；

對于表貼式永磁同步電機，L_d＝L_q，即有：

PMSM運動方程為：

式中，ω_m為機械角速度；B為粘滯摩擦系數；J為轉動慣量；T_L為負載轉矩；

電機運動方程為：

對狀態變量x₁和x₂求導可得：

定義將上式寫為：

5.根據權利要求1所述的一種基于組合趨近律的永磁同步電機滑模控制方法，其特征在于，所述的步驟3具體為：

采用滑模轉速控制器作為速度環，將給定轉速與反饋轉速進行比較，通過滑模轉速控制器得到定子電流參考值；

采用PR控制器作為電流環，在電流內環中，將和經過Park逆變器，得到兩相靜止電流i_α和i_β，將和分別與i_α和i_β進行比較，差值通過PR控制器，獲得兩個電壓分量U_d和U_q。