[发明专利]一种永磁转差离合器及其自适应非奇异终端滑模转速控制方法

权利要求书

1.一种永磁转差离合器自适应非奇异终端滑模转速控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，在传统液压助力转向系统HPS结构基础上，将永磁转差离合器的外转子通过主动轴与发动机连接，内转子通过从动轴与转向泵连接，构建永磁转差离合器式电控液压助力转向系统；

步骤2，建立转向泵转速误差的状态方程；

步骤3，基于李亚普诺夫函数设计自适应非奇异终端滑模控制器；

步骤1中所述永磁转差离合器的外控制电路是基于IGBT的Boost电路，通过调节IGBT的占空比，改变外转子三相绕组电流，进而改变电磁转矩的大小；

步骤2的实现包括：

步骤2-1，建立永磁转差离合器的数学模型，包括：

电压方程

电磁转矩方程T_e＝C_mI_d；

运动方程

其中，U_d为感应电动势，k为感应电动势系数，D为占空比，U_c为电容端电压，L_d为外转子整流回路等效电感，I_d为外转子整流回路绕组电流，R为外转子整流回路等效电阻，ω₁、ω₂分别为外、内转子机械角速度，c为电容，T_e为电磁转矩，C_m为转矩系数，T_L为负载转矩，F₂为内转子转动阻尼系数，J₂为内转子转动惯量；

步骤2-2，定义状态变量E＝[e₁,e₂]^T,其中其中，ω_d为转向泵理想转速；

步骤2-3，结合步骤2-1和步骤2-2，得到转向泵转速误差的状态方程为:

e1·=e2e2·=f+gu+d(t)]]>

其中，

u为控制量；

步骤2-4，得到包含参数摄动和外界干扰的转向泵转速误差的状态方程为:

e1·=e2e2·=f+gu+g(t)]]>

其中，g(t)为总的不确定性，g(t)＝Δf+Δgu+d(t)，Δf,Δg为不确定因素，|g(t)|≤l_g，l_g为干扰上界。

2.根据权利要求1所述的一种永磁转差离合器自适应非奇异终端滑模转速控制方法，其特征在于，步骤3的实现包括如下：

步骤3-1，根据步骤2建立的状态方程，选取非奇异终端滑模面为：

其中β>0，p和q为正奇数，且1<p/q<2；

步骤3-2，利用非奇异终端滑模面建立非奇异终端滑模控制律为：

其中η>0；

步骤3-3，用l_g的估计值代替l_g，得到自适应非奇异终端滑模控制律为：

u=-1g(f+βqpe22-pq+(lg^+η)sgn(s));]]>

步骤3-4，定义李亚普诺夫函数：

其中m为大于0的可调参数；

步骤3-5，设计自适应律：得到

V·=SS·-1mlg~lg^·=1βpqe2pq-1[sg(t)-(lg^+η)|s|]-1mlg~lg^·=1βpqe2pq-1[sg(t)-(lg^+η)|s|]-1βpqe2pq-1lg~|s|≤-1βpqe2pq-1η|s|.]]>