[發明專利]一種基于內模的永磁同步電機自適應速度控制方法

在審

• 申請號: 202310153983.1
• 申請日: 2023-02-17
• 公開（公告）號: CN116317793A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 平兆武;賈英杰;黃云志
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H02P21/22
• 分類號: H02P21/22;H02P6/34;H02P6/08
• 代理公司: 合肥云道爾知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34230
• 代理人: 司楠

1.一種基于內模的永磁同步電機自適應速度控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：建立永磁同步電機數學模型；

步驟2：將外部干擾頻率未知條件下的永磁同步電機的速度跟蹤和干擾抑制問題描述為一個自適應伺服控制問題；

步驟3：設計內模，將電機系統的自適應伺服控制問題轉化為由電機系統和內模組成的增廣系統的魯棒鎮定問題；

步驟4：采用速度-電流環的級聯結構，基于自適應輸出調節理論，針對速度環設計自適應狀態反饋控制器；

步驟5：采用速度-電流環的級聯結構，針對電流環設計PI控制器并給出最終控制器。

2.如權利要求1所述的一種基于內模的永磁同步電機自適應速度控制方法，其特征在于，所述步驟1具體為：

永磁同步電機數學模型為：

其中：u_d、u_q分別是定子電壓的d-q軸分量，i_d、i_q分別是定子電流的d-q軸分量，L是電樞電感，R_s是定子電阻，p是極對數，Φ_v代表永磁體磁鏈，ω_r是實際機械角速度，T_L是負載轉矩，J是電機轉子轉動慣量，B是粘滯摩擦系數。

3.如權利要求2所述的一種基于內模的永磁同步電機自適應速度控制方法，其特征在于，所述步驟2具體為：

1)設定參考速度ω_d和負載轉矩T_L由以下外部系統產生：

ω_d＝N₁v，T_L＝N₂v，?????(2)

其中A₁(σ),N₁,N₂為三個定常矩陣但σ是未知常數；此外部系統具有一般性，可產生實際中常用的信號如常值信號、斜坡信號、正弦信號；

2)令x＝ω_r，i_q作為控制輸入u，將被用作i_q電流環的參考信號；將公式(1)的速度方程寫為如下形式：

3)定義跟蹤誤差為：

e＝ω_r-N₁v????????????(4)

4)令其中表示永磁同步電機各個參數的標稱值，L，R_s，Φ_v，J，B表示永磁同步電機各個參數的實際值，ε∈R⁵表示永磁同步電機參數的實際值和標稱值的偏差；將公式(1)和公式(2)寫成如下緊湊形式：

其中f(x,u,v,ε)＝ax+bu-J^-1N₂v,h(x,u,v,ε)＝x-N₁v；

5)此時外部干擾頻率未知條件下的永磁同步電機的速度跟蹤和干擾抑制問題已被描述為一個自適應伺服控制問題，其控制目標是在外部系統中包含未知參數的情況下使得閉環系統穩定和公式(5)的穩態跟蹤誤差漸近趨于零。