[发明专利]基于高阶滑模算法的直线永磁电机位置伺服系统

权利要求书

1.基于高阶滑模算法的直线永磁电机位置伺服系统，其特征在于：包括滑模控制器(4)、谐振抑制模块(1)、陷波滤波器(6)、低通滤波器(5)、电流环PI控制器(8)、PARK变换模块(9)、空间矢量控制模块(10)、逆变器(11)、Clark变换模块(13)、PARK逆变换模块(14)和带有位置光栅尺(16)的直线电机(12)；

通过上位系统将给定位置指令p^*发送给谐振抑制模块(1)和第一减法器(2)；

直线电机(12)通过位置光栅尺(16)输出p_b信号到第一减法器(2)；直线电机(12)输出两相定子电流i_a和i_b到Clark变换模块(13)；

谐振抑制模块(1)根据给定位置指令p^*；运算得到平滑后的指令位置p_f，并将平滑后的指令位置p_f发送到第二减法器(3)；

第一减法器(2)根据给定位置指令p^*和p_b信号，运算得到误差信号p^*-p_b，并将误差信号p^*-p_b发送给第二减法器(3)；第一减法器(2)的运算方法为给定位置指令p^*减去p_b信号；

第二减法器(3)根据误差信号p^*-p_b和平滑后的指令位置p_f，运算得到位置误差信号σ，并将位置误差信号σ发送给滑模控制器(4)；第二减法器(3)的运算方法为误差信号p^*-p_b减去指令位置p_f；

滑模控制器(4)根据位置误差信号σ，运算得到输出i_m，并将输出i_m发送给低通滤波器(5)；

低通滤波器(5)根据滑模控制器(4)的输出i_m，经滤波得到滤波后信号i_m^*，并将滤波后信号i_m^*发送给陷波滤波器(6)；

陷波滤波器(6)根据滤波后信号i_m^*，运算得到交轴电流给定值i_q^*，并将交轴电流给定值i_q^*发送给第三减法器(7)；

Clark变换模块(13)根据两相定子电流i_a和i_b，运算得到变换后定子电流i_α和i_β，并将变换后定子电流i_α和i_β发送给PARK逆变换模块(14)；

PARK逆变换模块(14)根据变换后定子电流i_α和i_β，运算得到交轴电流反馈值i_q和直轴电流反馈值i_d，并将交轴电流反馈值i_q发送给第三减法器(7)，将直轴电流反馈值i_d发送给第四减法器(15)；

第三减法器(7)根据交轴电流给定值i_q^*和交轴电流反馈值i_q，经运算得到交轴电流误差值i_q^*-i_q，并将交轴电流误差值发送给电流环PI控制器(8)；第三减法器(7)的运算方法为交轴电流给定值i_q^*减去交轴电流反馈值i_q；

通过上位系统将直轴电流给定值i_d^*发送给第四减法器(15)；

第四减法器(15)根据直轴电流给定值i_d^*和直轴电流反馈值i_d，经运算得到直轴电流误差值i_d^*-i_d，并将直轴电流误差值i_d^*-i_d发送给电流环PI控制器(8)；第四减法器(15)的运算方法为直轴电流给定值i_d^*减去直轴电流反馈值i_d；

电流环PI控制器(8)根据交轴电流误差值i_q^*-i_q和直轴电流误差值i_d^*-i_d，运算得到交轴电压u_q和直轴直压u_d，并将交轴电压u_q和直轴直压u_d发送给PARK变换模块(9)；

PARK变换模块(9)根据交轴电压u_q和直轴直压u_d，运算得到两相静止坐标系下的定子电压分量u_α、u_β，并将两相静止坐标系下的定子电压分量u_α、u_β发送给空间矢量控制模块(10)；

空间矢量控制模块(10)根据两相静止坐标系下的定子电压分量u_α、u_β，经运算得到六路PWM信号，并将六路PWM信号发送给逆变器(11)；通过逆变器(11)驱动直线电机(12)运行。