[发明专利]改进趋近律的内置式永磁同步电机的滑模转速控制方法

权利要求书

1.一种改进趋近律的内置式永磁同步电机的滑模转速控制方法，其特征是应用于由内置式永磁同步电机，逆变器和编码器构成的系统，并按如下步骤进行：

步骤一、通过编码器检测内置式永磁同步电机实际的转子角速度ω_m和转子角度信息θ；

步骤二、采集abc三相静止坐标系下的三相交流电流信号i_a,i_b,i_c，并经过clarke变换得到两相静止坐标系下的电流i_α,i_β，将所述电流i_α,i_β进一步通过park变换得到旋转坐标系下电流的实际值i_d,i_q；

步骤三、采用改进趋近律的滑模转速控制器作为速度环，并以给定的转子角速度ω_ref和所述实际的转子角速度ω_m的差值作为输入，经过所述速度环输出电机的电磁转矩T_e；

利用式(1)建立所述步骤三中趋近律：

式(1)中：x₁为系统的一个状态变量，且x₁＝ω_ref-ω_m；δ为状态变量x₁的补偿系数；s为滑模面；α为滑模面绝对值的幂次系数；为滑模面的导数；k_m为切换增益；μ为切换增益k_m的放大系数；k₁为线性增益；k₂|x₁|为线性补偿增益；sgn(·)为符号函数；k₁,k₂,k₀,k_n0，0μ,α,δ1；

步骤四、以所述电机的电磁转矩T_e作为最大转矩电流比控制的输入，经过最大转矩电流比控制策略输出电流的给定值

步骤五、将作为q轴电流环PI控制器的输入量，将作为d轴电流环PI控制器的输入量，从而输出电压信号u_d,u_q；

将所述电压信号u_d,u_q经过park逆变换得到静止坐标系下的电压u_α,u_β，将所述电压u_α,u_β作为电压空间矢量脉宽调制的输入，从而得到所述逆变器的开关信号；

所述开关信号经过所述逆变器后输出三相定子电压u_a,u_b,u_c，并用于控制所述内置式永磁同步电机的转速和转矩，从而实现调速。

2.根据权利要求1所述的滑模转速控制方法，其特征在于，所述步骤三中的电磁转矩T_e是按如下过程得到：

步骤3.1、利用式(2)设计积分型的滑模面s：

式(2)中，c₀,c₁为滑模面的两个设计参数；且c₀,c₁0；

步骤3.2、利用式(3)建立电机电磁转矩方程和电机运动方程：

式(3)中：L_d、L_q为d,q轴电感且L_d≠L_q；p为极对数；为永磁体磁链；i_d为电流d轴的分量；i_q为电流q轴的分量；J_m为电机轴端的转动惯量；B为粘滞摩擦系数；T_L为负载转矩；

步骤3.3、利用式(4)建立系统的两个状态变量x₁和x₂：

式(4)中：为x₁的导数；为ω_m的导数；

步骤3.4、根据所述电机运动方程和系统的两个状态变量x₁和x₂，利用式(5)建立状态空间方程：

式(5)中：d(t)为系统的扰动项；u为控制律；a为状态变量x₁的系数；b为控制律u的系数，u＝T_e，

步骤3.5、选择如式(6)所示的饱和函数代替所述符号函数：

步骤3.6、结合滑模面s的求导、电机运动方程、饱和函数以及所述趋近律，从而利用式(7)得到电机的电磁转矩T_e：