[发明专利]一种减少永磁同步电机无速度传感器滑模控制抖振的方法

权利要求书

1.一种减少永磁同步电机无速度传感器滑模控制抖振的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立三相坐标系下永磁同步电机PMSM的电压方程；

2)将步骤1)三相坐标系下PMSM电压方程化简为αβ两相静止坐标系下数学模型；

3)根据步骤2)PMSM两相静止坐标系下数学模型，建立基于滑模控制的PMSM状态方程；

4)用步骤2)PMSM两相静止坐标系下数学模型减去步骤3)滑模控制的PMSM状态方程，得到PMSM定子电流误差方程；

5)根据步骤4)PMSM定子电流误差方程和滑模面误差判据，得到PMSM反电动势表达式；

6)通过步骤5)PMSM反电动势表达式计算电机转子位置和转速；

7)为抑制滑模抖振，将步骤2)PMSM定子电流误差方程中符号函数用分段指数函数来代替；

8)为得到步骤2)PMSM定子电流误差方程中滑模增益的取值范围，定义滑模切面，得到滑模切面Lyapunov方程；

9)将步骤8)滑模切面Lyapunov方程求导数；

10)将步骤2)PMSM定子电流误差方程带入步骤9)滑模切面Lyapunov导数方程中，得到滑模切面Lyapunov导数方程电流误差表达式；

11)依据Lyapunov稳定判据，分析步骤10)滑模切面Lyapunov导数方程电流误差表达式，得到滑模增益取值范围。

2.根据权利要求1所述的一种减少永磁同步电机无速度传感器滑模控制抖振的方法，其特征在于，步骤1)建立三相坐标系下PMSM的电压方程：

其中：U_a、U_b、U_c分别为三相绕组的端电压；i_a、i_b、i_c分别为三相绕组的相电流；e_a、e_b、e_c分别为三相绕组的相反电动势；R_s、L分别为绕组相电阻和等效电感；

步骤2)的具体实现方法为：将步骤1)三相坐标系下PMSM电压方程化简为αβ两相静止坐标系下数学模型：

其中：i_α、i_β、U_α、U_β、e_α、e_β为αβ两相的定子电流、电压、反电动势；λ_αf为永磁体磁链；ω_r、θ为转子角速度和角度。

3.根据权利要求2所述的一种减少永磁同步电机无速度传感器滑模控制抖振的方法，其特征在于，步骤3)的具体实现方法为：根据步骤2)PMSM两相静止坐标系下数学模型，建立基于滑模控制的PMSM状态方程：

其中：为i_α、i_β的观测值；为导数；k₁和k₂为滑模增益；F(x)为切换函数。

4.根据权利要求3所述的一种减少永磁同步电机无速度传感器滑模控制抖振的方法，其特征在于，步骤4)的具体实现方法为：用步骤2)PMSM两相静止坐标系下数学模型减去步骤3)滑模控制的PMSM状态方程，得到PMSM定子电流误差方程：其中：‘-’为误差值。

5.根据权利要求4所述的一种减少永磁同步电机无速度传感器滑模控制抖振的方法，其特征在于，步骤5)的具体实现方法为：根据步骤4)PMSM定子电流误差方程和滑模面误差判据得到永磁同步电机反电动势表达式：

6.根据权利要求5所述的一种减少永磁同步电机无速度传感器滑模控制抖振的方法，其特征在于，步骤6)的具体实现方法为：通过步骤5)PMSM反电动势表达式计算电机转子位置和转速：