[發明專利]具有時滯的非對稱輸出約束PMSM系統動態面跟蹤控制方法

在審

• 申請號: 202210093960.1
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114519301A
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 吳封斌;李少波;張鈞星;鄭超杰;張濤;李夢晗;李坦東;周鵬
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N3/04;G06F111/04;G06F119/14
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 胡緒東

本發明公開了具有時滯的非對稱輸出約束PMSM系統動態面跟蹤控制方法，采用非線性變換函數來將非對稱輸出約束系統轉化為非約束系統。隨后，Lyapunov?Krasovskii泛函和徑向基函數神經網絡分別用于消除時間延遲和估計未知的不確定性。此外，采用一階濾波器來解決“復雜性爆炸”的問題。此外，可以證明所有信號最終都是有界的，跟蹤誤差縮小到原點的一個小鄰域。最后，給出了仿真比較結果，以證實所提出的控制器的優越性。

技術領域

本發明屬于具有時滯和非對稱時變輸出約束的PMSM系統控制技術領域，涉及具有時滯的非對稱輸出約束PMSM系統動態面跟蹤控制方法。

背景技術

由于永磁同步電機(PMSM)系統結構簡單、功率密度高、效率高等優點，永磁同步電機(PMSM)系統越來越多地應用于車輛、機器人和航空航天等領域。然而，PMSM系統的高精度操作是一個挑戰，因為它對參數擾動和時間延遲特別敏感。因此，已經提出了各種控制技術來改善系統特性，包括滑模控制、自適應控制、反演控制及它們的組合控制。

人們普遍認為，自適應反演策略，由于其程序設計結構，與神經網絡和模糊邏輯系統融合，實現對PMSM系統的魯棒控制。遺憾的是，反演工具遭受“復雜性爆炸”的困擾，這使系統運行惡化。為了克服這些問題，通過采用一階濾波器來評估反演設計中虛擬控制器的導數，創建了動態表面控制方法。不幸的是，雖然以前的工具可以在一定程度上提高系統性能，但它們沒有考慮到不對稱的輸出約束和時間延遲，這可能會破壞系統的運行。

對于PMSM系統的約束控制，通常利用李雅普諾夫函數(BLF)。文獻“Jiang TT,LiuJK,He W.Adaptive Boundary Control for a Flexible Manipulator With StateConstraints Using aBarrier Lyapunov Function.J Dyn Syst Meas Control ASME2018；140(8).https://doi.org/10.1115/1.4039364”[Jiang TT,Liu JK,He W.基于障礙李亞普諾夫函數對具有狀態約束的柔性機械手進行自適應邊界控制.J Dyn Syst MeasControl ASME 2018；卷：140；期：8；https://doi.org/10.1115/1.4039364]中的作者提出了一種基于BLF的輸出約束反演技術，以確保柔性機械手系統的狀態約束。通過引入非對稱BLF來克服全狀態約束的，在文獻“Zirkohi MM.Command filtering-based adaptivecontrol for chaotic permanent magnet synchronous motors considering practicalconsiderations.ISA Trans 2021；114:120–35”[Zirkohi MM.考慮到實際因素的基于指令濾波的混沌永磁同步電機的自適應控制.ISA Trans 2021；卷：114；頁碼：120–35]中為PMSM系統提出了自適應反演設計。盡管上述方法對于多變量約束很重要，但它們無法避免使用分段非對稱BLF的推導復雜性。因此，文獻“Chen XQ,Sun QQ,Xia F,Chen YH.Robustresource allocation strategy for technology innovation ecosystems:state andcontrol constraints.Nonlinear Dyn 2021；103(3):2931–54”[Chen XQ,Sun QQ,Xia F,Chen YH.技術創新生態系統的魯棒性資源分配策略：狀態和控制約束.Nonlinear Dyn2021；卷：103；期：3；頁碼：2931–54]中的研究將狀態約束系統轉換為無約束問題。然而，在不統一改變控制器結構的情況下，不能認為該成果可以同時處理約束和無約束控制問題，這在一定程度上限制了其應用。因此，本文產生了一種將狀態約束轉換為PMSM系統的無約束問題的動機。