[发明专利]一种永磁游标直线电机速度控制方法及系统

权利要求书

1.一种永磁游标直线电机速度控制方法，其特征在于，包括：

(1)将电机的输出电流转换为q轴实际电流和d轴实际电流，并获取电机的实际速度；

(2)利用速度跟踪误差调节滑模速度控制器的控制增益，获取q轴预设电流；

所述速度跟踪误差为电机预设速度与所述电机的实际速度的差值；

(3)根据电机的速度观测值与所述电机的实际速度间的差值、步骤(2)得到的q轴预设电流，获取扰动观测值，并利用扰动观测值更新q轴预设电流；

(4)q轴预设电流与q轴实际电流间的差值通过电流VPI控制器的传递函数获取q轴电压指令；

且d轴预设电流与d轴实际电流间的差值通过电流VPI控制器的传递函数获取d轴电压指令；

(5)将q轴电压指令和d轴电压指令转换为控制逆变器内IGBT的开关信号；

其中，所述步骤(2)包括：

(2.1)根据电机的实际速度与电机的预设速度的差值，获取电机的状态变量；所述状态变量包括：速度跟踪误差和速度跟踪误差对时间的导数；

(2.2)根据滑模面函数和状态变量，选取趋近律函数，所述趋近律函数为：

其中，ε、k为滑模速度控制器的参数；S为滑模面函数；x₁为速度跟踪误差；n为指数项；所述趋近律函数的绝对值为滑模速度控制器的控制增益；

(2.3)根据状态变量及趋近律函数，获取q轴预设电流。

2.如权利要求1所述的永磁游标直线电机速度控制方法，其特征在于，所述步骤(2)获取的q轴预设电流为；

其中，τ_p为极距；M为电机质量，ψ_PM为永磁磁链；ε、k为滑模速度控制器的参数；c为设定系数；x₁为速度跟踪误差。

3.如权利要求2所述的永磁游标直线电机速度控制方法，其特征在于，所述步骤(3)更新后的q轴预设电流为：

其中，为扰动观测值。

4.一种永磁游标直线电机速度控制系统，其特征在于，包括：主电路功率模块和控制模块；

工作状态下，主电路功率模块的输入端连接控制电路的输出端，其输出端连接永磁游标直线电机；控制模块的输入端连接永磁游标直线电机的输出端；

控制模块用于接收永磁游标直线电机的输出电流、电机的实际速度以及电机的预设速度，并执行如权利要求1-3任一项所述的永磁游标直线电机速度控制方法以获取q轴电压指令和d轴电压指令，将所述q轴电压指令和d轴电压指令传输至主电路功率模块；

主电路功率模块用于根据所述q轴电压指令和d轴电压指令调节开关的开通关断，从而控制永磁游标直线电机的输出电流。

5.如权利要求4所述的永磁游标直线电机速度控制系统，其特征在于，所述控制模块包括：电流检测单元、位置检测单元、主控制单元和驱动单元；

电流检测单元的输入端连接主电路功率模块的输出端，用于检测永磁游标直线电机的输出电流；

工作状态下，位置检测单元的输入端连接永磁游标直线电机的输出端，用于检测电机的位置，并实时计算实际速度；

主控制单元的输入端连接位置检测单元和电流检测单元的输出端；用于根据电机的实际速度、电机的实际电流、电机的预设速度，计算电机的q轴预设电流，并向驱动单元输出电压指令；

驱动单元的输入端连接主控制单元的输出端，用于将电压指令转换为驱动信号，驱动主电路功率模块中IGBT的开断。