[发明专利]一种基于滑模变结构的二维转台角度速度一体控制方法

权利要求书

1.一种基于滑模变结构的二维转台角度速度一体控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

对二维转台中的永磁同步电机的数学模型公式进行分析，获取永磁同步电机的三相电流；

采用Clark变换将所述三相电流转换成α-β坐标系下的等效电流；

通过角度传感器和速度传感器实时采集二维转台转动的反馈角度θ_m和反馈速度ω_m；

将所述反馈角度θ_m和所述反馈速度分别与所述α-β坐标系下的等效电流进行Park变换转换成d-q旋转坐标系下的等效电流；

将目标角度θ_ref和反馈角度θ_m做差，采用指数趋近律的滑模面的得到输出q轴的电流值作为角度滑模控制；

将目标速度ω_ref和反馈速度ω_m做差，采用指数趋近律的滑模面得到输出q轴的电流值作为速度滑模控制；

当进行第一角度范围内运动时，则进行角度滑模控制；

当进行第二角度范围内运动时，则先进行速度滑模控制，当所述反馈角度θ_m离目标角度θ_ref相差一个切换角度值时，切换为角度滑模控制；

将上述采用的输出q轴的电流值作为q轴目标电流，与Park变换后q轴等效电流做差，对电流进行调节，得到q轴的电压；

将d轴目标电流与Park变换后d轴等效电流做差，对电流进行调节，得到d轴的电压；

将q轴的电压和d轴的电压输入到矢量脉宽调制器中，经过Park逆变换后得到永磁同步电机每一相的电压占空比，并实现永磁同步电机对二维转台的转动控制；

其中，角度速度一体化控制器设计表示如下：

其中，θ_s表示切换角度值(Rad/s)；表示电流的q轴分量；J表示系统的转动惯量；p_n表示极对数；ψ_f表示永磁体磁链；c₁表示滑模面参数；表示目标角速度；表示目标角加速度；ε₁表示系统的运动点趋近切换面s₁＝0的速率；sgn(s₁)表示对滑模面s₁的阶跃函数；q₁表示指数趋近项系数；表示速度滑模控制下电流的q轴分量；c₂表示滑模面参数；表示负反馈角加速度；ε₂表示系统的运动点趋近切换面s₂＝0的速率；sgn(s₂)表示对滑模面s₂的阶跃函数；q₂表示指数趋近项系数。

2.根据权利要求1所述的一种基于滑模变结构的二维转台角度速度一体控制方法，其特征在于，所述第二角度范围大于所述第一角度范围。

3.根据权利要求1所述的一种基于滑模变结构的二维转台角度速度一体控制方法，其特征在于，所述切换角度值为预设的角度值，所述目标角度为所述预设的角度值的整数倍。