[发明专利]非奇异滑模结构的IPMSM无位置传感器电机闭环结构控制方法

权利要求书

1.一种非奇异滑模结构的IPMSM无位置传感器电机闭环结构控制方法，其特征在于步骤如下：

一、设计位置调节器

步骤1、FNTSM的滑模面和控制设计以补偿传统NTSM的收敛速度，FNTSM为Fast Non-singular Sliding Mode快速非奇异滑模，NTSM为Non-singular Sliding Mode传统非奇异滑模；

FNTSM的滑模面和控制设计：

其中：p,q为正奇数，且1p/q2，γ,η,λ,ξ∈R⁺；f(x)表示误差函数，sgn(s)为符号函数；Lx₂是线性部分；

L值为：

其中α＞0且β≥1，X是x₁或x₂；

步骤2：位置观测器的状态方程：

其中，是αβ轴电流的观测值，ν_αβ是用来估计EEMF的估计变量的αβ轴电压值，L_d为电机电感值；

步骤3：由i_αβ和减得：

其中是两相静止电流的观测误差；

步骤4：ν_αβ为：

ν_αβ＝-L_dv_{αβ_eq}+v_{αβ_sw}

步骤5：当电流观测误差为零时，计算得观测位置误差ε为：

其中，和为αβ轴扩展反电势分量估计值；

步骤6：将ε通过Luenberger-type位置跟踪观测器，取PID的参数为K_posi＝J,K_posp＝J和K_posd＝0.1，获得估计转速和估计位置估计转速参与速度闭环，估计位置参与坐标变换；

二、设计速度观测器

步骤7：速度调节器中的变量状态为：

其中：是给定的速度，是由位置观测器估计的反馈速度；

步骤8：IPMSM的运动方程为：

T_e为电磁转矩，T_L为负载转矩；

根据步骤7整理为关系式：

步骤9：基于FNTSM，得到估计T_e为：

其中：n_p为电机极对数；

步骤10：采用拟合方法，由步骤9得到的模拟输出转矩计算得出给定电流

三、进行电流调节

步骤11：将电流相减得到电流误差X^dq并整理为：

其中为估计电机转速；

步骤12：根据FNTSM，u_dq由等效部分u_{dq_eq}和开关部分u_{dq_sw}组成；

当则时，此时等效分量部分u_{dq_eq}表示为:

根据步骤1的公式，切换分量部分u_{dq_sw}表示为：

步骤13：将步骤12的两部分相加就得到估计电压u^*_dq,将计算电压和由位置观测器得到的位置信息带入park逆变换得到αβ轴电压u^*_αβ，该两相模拟电压u_dq^*将起到电流调节的作用。