[发明专利]基于改进指数趋近律的永磁同步电机模糊滑模控制方法

说明书

一种基于改进指数趋近律的永磁同步电机模糊滑模控制方法，提出了基于变指数系数趋近律的模糊滑模电机调速控制方法，在滑模控制中常规指数趋近律的基础上引入系统状态范数，使滑动运动阶段运动点趋近滑模面的速率以及滑动模态阶段抖振幅度与系统状态变量相关，使趋近速度与系统状态变化相关联，同时结合模糊控制抑制滑模控制产生的抖振，改进后的控制方法有效地提高了系统的响应速度和精确度，削弱了系统抖振，对不确定扰动具有较强的鲁棒性,大大改善了调速系统的性能，使电机具有更好的动、静态性能。

技术领域

本发明涉及一种电机控制策略，尤其涉及一种永磁同步电机模糊滑模控制策略。

背景技术

专利号：CN201510410455.5，发明名称：一种基于趋近律的永磁同步电机滑模控制策略，公开了一种基于趋近律的水磁同步电机滑模控制策略，永磁同步电机控制策略采用速度、电流双闭环控制，电流环采用PI控制器，转速环采用基于趋近律的滑模控制；速度调节器采用含有速度误差和滑模面信息的变速趋近律，以给定转子角速度和反馈转子角速度的偏差作为输入量，通过滑模控制量输出q轴电流给定值i_q。本发明解决了传统趋近律趋近速度慢、稳态抖振大的问题，在动态时能快速跟踪给定转速，减小速度超调和电流波动，稳态时减小了系统由于高频抖振产生的谐波含量，大大提高了系统的性能，实现了对永磁同步电机调速系统的高精度矢量控制。

专利号：CN201610961782.4，发明名称：永磁同步电机的变指数系数趋近律滑模变结构控制方法，公开了一种永磁同步电机的变指数系数趋近律滑模变结构控制方法。针对高性能永磁同步电机控制系统的要求，在常规指数趋近律的基础上，引入变指数函数项，将系统状态变量的一阶范数作为指数函数的指数，根据系统距离滑模面的远近，自适应调节变指数项的趋近速度和变速项的趋近速度，有利于增加系统的动态响应速度。以系统状态变量的一阶范数作为函数的指数，关联了系统状态变量：为进一步抑制系统抖振，引入s函数代替符号函数。从而提出了一种变指数系数趋近律的永磁同步电机滑模变结构控制方法。与积分型滑模变结构控制方法相比，该方法有效地提高了系统的动态特性和稳态特性，并增加了系统的鲁棒性。

专利号：CN201910259384.1，发明名称：改进指数趋近律的永磁同步电机模糊滑模控制系统及方法，公开了一种改进指数趋近律的永磁同步电机模糊滑模控制系统及方法，其中方法包括以下步骤：(1)计算速度偏差，(2)计算滑模切换函数s(t)，(3)s归一化处理，(4)s模糊化处理，(5)查模糊规则表，(6)k反模糊化，(7)计算FSMC的输出。本发明方法采用基于指数趋近律的积分型滑模变结构控制，改进的指数趋近律是往等速项中引入误差的平方变量，将控制系统状态运动点的趋近速度与误差联系起来，使控制系统状态运动点的抖振呈衰减走势。具有减小输出的抖振、鲁棒性强、响应快速、稳定性好等特点。

随着众多高新技术和高新技术产业的发展，永磁同步电机因其具有功率密度高、效率高、调速范围大、体积小重量轻等特点被广泛应用于工业领域。为了进一步提高电动汽车驱动电机控制性能，近些年，一些先进的控制算法被逐步应用于永磁同步电机控制，滑模变结构控制以其响应速度快、鲁棒性强等特点成为了提升永磁同步电机性能的一种重要控制方法，但由于滑模控制自身特性的影响，存在抖振现象无法完全消除，只能在一定程度上削弱到合适的范围。其中，通过滑模趋近律来抑制抖振的方法被国内外学者广泛认可，本发明在常规指数趋近律的基础之上进行了改进，提出了一种新型的滑模指数趋近律，以达到缩短系统收敛时间，同时抑制传统指数趋近律中原点处的高频抖振的目的。

发明内容