[发明专利]基于改进模型补偿ADRC的PMSM伺服系统控制方法

权利要求书

1.基于改进模型补偿ADRC的PMSM伺服系统控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)：搭建速度环自抗扰控制器闭环回路；

步骤(2)：获得永磁同步电机的转子位置和转速，通过光电编码器检测永磁同步电机的转子位置,并计算实际转速ω；

步骤(3)：检测得到永磁同步电机的定子电流值；

步骤(4)：根据实际转速ω和交轴电流值设计二阶扩张状态观测器，得到系统总扰动的补偿模型f₀；

步骤(5)：根据二阶扩张状态观测器观测得到的系统总扰动的补偿模型f₀和实际转速ω，设计速度环的一阶模型补偿自抗扰控制器。

2.根据权利要求1所述的基于改进模型补偿ADRC的PMSM伺服系统控制方法，其特征在于，所述步骤(4)中补偿模型的获取是通过一个二阶扩张状态观测器观测得到的，补偿模型是系统总扰动的估计f₀。

3.根据权利要求1或2所述的基于改进模型补偿ADRC的PMSM伺服系统控制方法，其特征在于，所述步骤(4)中二阶扩张状态观测器可以选择两种形式，一种是二阶非线性扩张状态观测器，另一种是二阶线性扩张状态观测器LESO。

4.根据权利要求1所述的基于改进模型补偿ADRC的PMSM伺服系统控制方法，其特征在于，所述步骤(5)中所述一阶模型补偿自抗扰控制器如下：

跟踪微分器对速度设定值ω*安排合理的过渡信号v₁，其具体表达式为：

e1=v1-ω*v·1=-r0fal(e1,a1,δ1)]]>

式中，v₁是对ω*安排的过渡信号，e₁为过渡信号与速度设定值之间的差值，r₀为常数，最优控制函数是在原点附近具有线性连续的幂次函数，α为非线性因子，δ为滤波因子；

模型补偿扩张状态观测器观测并补偿二阶扩张状态观测器对伺服系统中总扰动的过补偿或欠补偿，得到实际转速的观测值z₁和二阶扩张状态观测器对总扰动的过补偿或欠补偿的估计值z₂,具体表达式为：

e2=z1-ωfe=fal(e2,a21,δ2)fe1=fal(e2,a22,δ2)z·1=z2-β01fe+b0u+f0z·2=-β02fe1]]>

式中，ω为电机的实际转速，z₁为实际转速的观测值，e₂为实际转速的观测值和电机的实际转速之间的差值，z₂为二阶扩张状态观测器对系统总扰动的过补偿或欠补偿a(t)的估计值,b₀是控制器系数b的估计值,由电机模型决定；β₀₁、β₀₂为可调参数；

非线性状态误差反馈控制将对速度设定值安排的过渡信号v₁和实际转速的观测值z₁之间的误差e经过非线性处理得到初级的控制作用u₀,再经过扰动补偿和模型补偿得到自抗扰控制器的控制作用：

e=v1-z1u0=β1fal(e,a3,δ3)iq*=u0-z2+f0b0]]>

式中β₁为可调参数，i_q^*为一阶模型补偿自抗扰控制器的输出，即电流给定值。