[发明专利]永磁同步电机的L2滑模控制方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机的L2滑模控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、反馈位置的获得：位置传感器(2)对永磁同步电机的位置进行周期性检测，得到多个时刻下的反馈位置并传输给处理器(1)；

步骤二、位置误差的获得：处理器(1)计算反馈位置与给定位置的差，得到位置误差e；并计算得到位置误差的导数e′；

步骤三、q轴给定电流的获得：处理器(1)调用L2滑模控制器模块，根据位置误差e和位置误差的导数e′，并根据公式：

计算q轴给定电流其中，p为永磁同步电机的极对数，ψ_f为永磁同步电机的磁链，J为永磁同步电机的转动惯量，B为永磁同步电机的摩擦因素，γ为给定干扰的抑制度且γ＞0，s为滑模函数，且其表达式为：

s＝p₁e+e′ (9)

其中，p₁为滑模函数的参数且p₁＞0；

步骤四、d轴电流和q轴电流的获得：A相电流传感器对永磁同步电机的定子A相绕组电流进行检测，并将检测到的A相绕组电流i_a传输给处理器(1)；B相电流传感器对永磁同步电机的定子B相绕组电流进行检测，并将检测到的B相绕组电流i_b传输给处理器(1)；处理器(1)通过公式i_c＝-(i_a+i_b)计算得到永磁同步电机的定子C相绕组电流i_c，再将A相绕组电流i_a、B相绕组电流i_b和C相绕组电流i_c进行Clarke变换，得到两相静止坐标系下的α轴电流i_α和β轴电流i_β，再对α轴电流i_α和β轴电流i_β进行Park变换,得到d轴电流i_d和q轴电流i_q；

步骤五、α轴电压和β轴电压的获得：处理器(1)定义d轴给定电流将d轴电流i_d与d轴给定电流相比较，得到d轴电流差值，并将q轴电流i_q与q轴给定电流相比较，得到q轴电流差值，再分别将d轴电流差值和q轴电流差值经过电流PID调节器,分别输出d轴电压u_d和q轴电压u_q,再对d轴电压u_d和q轴电压u_q进行Park逆变换,得到α轴电压u_α和β轴电流u_β；

步骤六、对永磁同步电机进行SVPWM控制：处理器(1)调用SVPWM控制模块，对永磁同步电机进行SVPWM控制，使永磁同步电机到达给定位置；

步骤三中公式(16)的获得采用L2滑模控制方法，具体过程为：

步骤301、定义永磁同步电机的转矩方程为：

并将永磁同步电机的转矩方程再表示为：

其中，T_e为永磁同步电机的电磁转矩，θ为反馈位置，t为时间，T_L为负载转矩；

步骤302、定义滑模求解函数H为：

其中，V′为正定且可微的函数V(x)的导数，且V(x)≥0；V′的取值满足：

d为干扰量，Z为系统评价信号；

步骤303、定义反馈控制律u满足公式：

其中，为给定位置，定义位置误差的一阶导数定义位置误差的二阶导数将公式(7)代入公式(5)得到：

u＝Je″+Be′+T_L (8)

由公式(8)和公式(9)得到：

根据公式(3)，令则V′＝s×Js′；联合公式(10)得到：

V′＝-Bs²+Jp₁e′s+Bp₁es+us-T_Ls (11)

步骤304、设计控制律u为：

其中，k为大于0的常数；

步骤305、将公式(12)代入公式(7)，并结合公式(4)，得到：