[發(fā)明專利]一種永磁同步直線電機的控制方法、裝置及存儲介質(zhì)

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• 申請日: 2022-06-29
• 公開（公告）號: CN115102443A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林健;張樹龍;周磊;查雨欣;孫冀婷
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工程學院
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/13;H02P21/05;H02P6/00;H02P6/34;H02P25/024;H02P27/08
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了一種永磁同步直線電機的控制方法、裝置及存儲介質(zhì)，其方法包括：獲取PMSLM的dq坐標系下d軸和q軸實際電流值；獲取PMSLM的實際線速度值并與q軸實際電流值輸入預構(gòu)建的狀態(tài)觀測器LESO，得到廣義擾動的估計值；獲取PMSLM的參考線速度值并與實際線速度值進行差值計算，將速度差值和所述估計值輸入預構(gòu)建的滑?？刂芐MC，得到q軸期望電流值；獲取d軸和q軸電流差值，將d軸和q軸電流差值分別經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)獲取d軸和q軸期望電壓并經(jīng)過變換獲取αβ坐標系下α軸和β軸期望電壓；將α軸和β軸期望電壓通過SVPWM調(diào)制后輸入驅(qū)動PMSLM動作的逆變器實現(xiàn)控制；本發(fā)明能夠提高系統(tǒng)的動靜態(tài)品質(zhì)、抗干擾能力和魯棒性，同時有效削弱了滑?？刂频亩墩瘳F(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種永磁同步直線電機的控制方法、裝置及存儲介質(zhì)，屬于電機控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

永磁同步直線電機(PMSLM)因獨特的“零傳動”方式，具有長行程、大推力、高加速度等優(yōu)點，被廣泛應用于精密數(shù)控機床和伺服系統(tǒng)等領(lǐng)域，這也對系統(tǒng)控制能力提出更高的要求。近年來，隨著控制理論的發(fā)展，具有強魯棒性和非線性特性的滑模控制理論被成功應用于交流伺服系統(tǒng)中，但由于開關(guān)特性的存在易使系統(tǒng)產(chǎn)生抖振現(xiàn)象，導致系統(tǒng)控制精度降低，因此需要對滑模抖振進行抑制。

削弱滑?？刂频亩墩穹椒ù笾驴煞譃閮深?。一類是在構(gòu)建新型趨近律的SMC基礎(chǔ)上與自適應控制有機結(jié)合，形成自適應SMC控制策略。該類控制策略可以有效削弱抖振，抑制部分擾動，提高動態(tài)響應速度，但該類方法在抑制擾動時，常需假設(shè)擾動的上下界已知，而這在實際工程中往往難以實現(xiàn)。另一類是在構(gòu)建新型趨近律的SMC基礎(chǔ)上與擾動觀測器有機結(jié)合，形成擾動前饋補償?shù)腟MC控制策略。該類控制策略利用擾動觀測器估計負載擾動等不確定性擾動，并將其估計值前饋補償給SMC，可以有效削弱抖振，提高系統(tǒng)響應速度和魯棒性，但該類方法在建立擾動觀測器時未將系統(tǒng)對象的已知信息與未知信息區(qū)分開來，導致對擾動的估計精度降低。上述方法均存在對廣義擾動估計精度低的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種永磁同步直線電機的控制方法、裝置及存儲介質(zhì)，能夠提高系統(tǒng)的動靜態(tài)品質(zhì)、抗干擾能力和魯棒性，同時削弱了滑模控制的抖振現(xiàn)象。

為達到上述目的，本發(fā)明是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

第一方面，本發(fā)明提供了一種永磁同步直線電機的控制方法，包括：

獲取PMSLM的實際三相電流值并依次進行Clark變換和Park變換，得到dq坐標系下d軸和q軸實際電流值；

獲取PMSLM的實際線速度值并與q軸實際電流值輸入預構(gòu)建的狀態(tài)觀測器LESO，得到廣義擾動的估計值；

獲取PMSLM的參考線速度值并與實際線速度值進行差值計算獲取速度差值，將速度差值和所述估計值輸入預構(gòu)建的滑模控制SMC，得到q軸期望電流值；

獲取d軸給定電流值并與d軸實際電流值進行差值計算獲取d軸電流差值，根據(jù)q軸期望電流值與q軸實際電流值進行差值計算獲取q軸電流差值；

將d軸和q軸電流差值分別經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)獲取d軸和q軸期望電壓；將d軸和q軸期望電壓經(jīng)過反Park變換獲取αβ坐標系下α軸和β軸期望電壓；

將α軸和β軸期望電壓通過SVPWM調(diào)制后輸入驅(qū)動PMSLM動作的逆變器實現(xiàn)控制。

可選的，還包括獲取實際轉(zhuǎn)子磁鏈角度θ_e，所述實際轉(zhuǎn)子磁鏈角度θ_e用于Park變換和反Park變換。

可選的，所述狀態(tài)觀測器LESO的構(gòu)建過程包括：

構(gòu)建PMSLM電磁推力方程：