[发明专利]永磁同步电机转速控制系统的扩张状态观测器的设计方法

说明书

一种永磁同步电机转速控制系统的扩张状态观测器的设计方法，包括步骤：建立永磁同步电机在dq轴上的数学模型；确定永磁同步电机转速控制系统能够解耦线性化，并得到dq轴上的定子电压u_d、u_q；设定永磁同步电机转速控制系统的扰动为w₁(t)和w₂(t)；根据dq轴上的定子电压u_d、u_q及永磁同步电机转速控制系统的扰动w₁(t)、w₂(t)，构建永磁同步电机在d轴电流系统的二阶扩张状态观测器；构建永磁同步电机在转速子系统的三阶扩张状态观测器；构造永磁同步电机的参数可调模型，并得到使系统稳定的自适应率。本发明有效解决了永磁同步电机参数扰动偏差对转速控制系统的影响，提高了转速控制系统的自抗扰能力。

技术领域

本发明涉及控制系统技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机转速控制系统的扩张状态观测器的设计方法。

背景技术

永磁同步电机由于非线性、多变量、强耦合的特点，加上其控制系统受电机参数摄动、负载扰动、对象未建模以及非线性动态等因素影响，使得获得高性能的永磁同步电机控制系统变得尤为困难，转速跟踪性能差。要想获得稳定性高、动态性能良好且控制精度高的永磁同步电机交流控制系统，其抗扰动性能的优良成为关键。因此，将自抗扰控制算法融入永磁同步电机交流控制系统成为近年来的研究热点。系统控制响应精度依赖准确的电机模型参数，系统运行过程须对参数扰动偏差予以充分考虑，建立自抗扰控制器需对实时摄动的电机内部参数值进行相关辨识，永磁同步电机参数在线辨识，包括最小二乘法、卡尔曼滤波法以及人工智能方法等，永磁同步电机参数在线辨识自适应度较低，自抗扰算法对电机内部参数摄动和外部负载扰动具有较低的鲁棒性，永磁同步电机转速控制系统的自抗扰能力较差，为解决以上问题，本发明提供了一种永磁同步电机转速控制系统的扩张状态观测器的设计方法，有效解决了永磁同步电机参数扰动偏差对转速控制系统的影响，提高了转速控制系统的自抗扰能力。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种永磁同步电机转速控制系统的扩张状态观测器的设计方法，提高了转速控制系统的自抗扰能力。

一种永磁同步电机转速控制系统的扩张状态观测器的设计方法，包括以下步骤：

步骤1：建立永磁同步电机在dq轴上的数学模型；选定永磁同步电机转速控制系统的输入变量u、输出变量x和状态变量y；

步骤2：确定永磁同步电机转速控制系统能够解耦线性化，并得到dq轴上的定子电压u_d、u_q；

步骤3：设定永磁同步电机转速控制系统的扰动为w₁(t)和w₂(t)；

步骤4：根据dq轴上的定子电压u_d、u_q及永磁同步电机转速控制系统的扰动w₁(t)、w₂(t)，构建永磁同步电机在d轴电流系统的二阶扩张状态观测器；