[发明专利]永磁同步电机的L2滑模控制方法

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机的L2滑模控制方法，包括步骤：一、反馈位置的获得；二、位置误差的获得；三、q轴给定电流的获得；四、d轴电流和q轴电流的获得；五、α轴电压和β轴电压的获得；六、对永磁同步电机进行SVPWM控制。本发明方法步骤简单，实现方便，位置跟踪效果好，响应速度快，抗干扰能力强，鲁棒性好，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

技术领域

本发明属于永磁同步电机控制技术领域，具体涉及一种永磁同步电机的L2滑模控制方法。

背景技术

永磁同步电机(PMSM)具有功率密度高、效率高、体积小、运行可靠的优点，是一种控制性能良好的调速电机。永磁同步电机在受到扰动时，就需要电机控制系统能够有效跟踪给定位置和抑制扰动。尤其在一些位置要求高的地方显得尤为重要，因此如何抑制永磁同步电机的扰动以及实现位置跟踪成了永磁同步电机研究领域内的研究热点。

现有技术中，使用最广泛的位置控制方法是PID控制，即比例积分控制，其中的P表示比列(Proportion)、I表示积分(Integration)、D表示微分(Differentiation)控制。永磁同步电机一般采用PI控制，因为加入微分后会加大系统噪声干扰。PI控制具有结构简单，参数调节方便等优点。然而PI控制下的系统，其抗干扰能力弱，同时对参数的变化灵敏。纯碎的PI控制已经不能满足系统控制的要求。为了解决这些问题，V.M.Hemandez-Guzman和R.Silva-Ortigoza在2011年第19期第4卷的IEEE控制系统技术学报(IEEE Transactionson Control Systems Technology)中公开了论文《永磁同步电机的PI控制电流回路》(PIcontrol plus electric current loops for PM synchronous motors)，其中提到的自适应PID控制方法，算法比较复杂，参数调节相对于纯碎的PI控制难度大；A.V.Sant和K.R.Rajagopal在2009年第45期第10卷的IEEE机械与贸易(IEEE Transactions onMagnetics)中公开了论文《采用具有新型开关功能的混合模糊PI的Pm同步电机速度控制》(Pm synchronous motor speed control using hybridfuzzy-PI with novel switchingfunctions)，其中提到的混合控制系统，该系统采用模糊算法进行速度控制，同时在速度达到稳态时候使用PID控制。

自适应控制是一种能够通过提取模型的一些信息来调整控制器的各项参数，使得控制效果达到最优永磁同步电机在运行时会受到外部的干扰，缺点是计算量大，同时达到最优效果的时间比较长。模糊控制(模糊逻辑控制理论)这个概念由L.A.Zadeh教授于1965年提出，是一种基于规则的控制，从现场操作人员的控制经验和专家的知识出发，不需要建立被控对象的精确数学模型，所以使得控制理论易于理解，设计简单，应用简便。但是，模糊控制控制精度不高，自适应能力有限，同时容易产生震荡现象，实际中找到一个合理的模糊逼近器，并没有确定的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种永磁同步电机的L2滑模控制方法，其方法步骤简单，实现方便，位置跟踪效果好，响应速度快，抗干扰能力强，鲁棒性好，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种永磁同步电机的L2滑模控制方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、反馈位置的获得：位置传感器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；

步骤二、位置误差的获得：处理器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：处理器调用L2滑膜控制器模块，根据位置误差e和位置误差的导数e′，并根据公式：