[发明专利]永磁同步电机、滑模控制方法、控制系统、终端、介质

说明书

本发明属于永磁同步电机控制技术领域，公开了一种永磁同步电机、滑模控制方法、控制系统、终端、介质，在转子同步坐标系下，将时变参数量将转化为非时变量参数，并根据电机基本特性建立永磁同步电机模型；基于变指数趋近律和加权积分复合的方法确定永磁同步电机转速控制策略；基于建立的永磁同步电机模型确定永磁同步电机控制模型，根据基于确定的控制策略以及永磁同步电机控制模型进行永磁同步电机控制。本发明引入加权积分增益，提出滑模控制的复合变指数趋近律，消除滑动阶段抖动切换增益严重的问题；本发明采用以加快电机速度响应和提高鲁棒性为目的的变指数趋近律滑模控制策略，实现复杂工况下的永磁同步电机速度准确控制。

技术领域

本发明属于永磁同步电机控制技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机、滑模控制方法、控制系统、终端、介质，具体涉及一种基于复合变指数趋近律的永磁同步电机滑模控制方法。

背景技术

目前，近年来，永磁同步电机调速系统广泛应用在风力发电、电动汽车驱动、水利水电等领域。永磁同步电机是一个非线性、强耦合的多变量系统，当控制系统受到外界扰动的影响或电机内部参数发生变化时，传统的PI速度控制方法并不能满足实际的需求。因此如何设计控制器以提升永磁同步电机调速系统是一个研究课题。

永磁同步电机的调速系统在工业各个领域都起着重要的作用，因此如何控制永磁同步电机快、准、稳到达参考转速是至关重要的。目前国内外学者采用不同的方法对永磁同步电机调速系统进行研究，如改进PI控制、无位置传感器控制、滑模控制、模糊控制以及其他方法等。其中现有技术1针对永磁同步电机调速系统，设计一种模糊PID控制器，并采用进化算法来调整参数。该控制器提高系统调速性能，增强系统抗外部干扰能力。现有技术2提出一种改进的永磁同步电机低速无位置传感器控制策略，该控制器用以实现电机在低速情况下能正确找点转子位置，并提高电机调速性能。现有技术3提出一种基于改进指数趋近律的滑模观测器来进一步削弱系统抖振，并实现对系统状态的自适应控制。该方法能对电机转速准确观测，并根据系统状态自适应调节系统收敛速度，有效削弱抖振。现有技术4为提高系统动态品质，设计了自适应模糊逻辑速度控制器，可提高直流磁路的电压利用率。

滑模控制是解决上述电机运行问题的一种方法，滑模变结构对系统的参数摄动和外部干扰的不变性使其快速成为控制算法的焦点，但其优越性能是以高频抖振换取的。现有技术5提出一种可快速收敛的分数阶滑模控制策略以抑制同步控制相互作用，该方法能有效改善次同步频率范围内的系统阻尼，加强系统参数摄动的鲁棒性。现有技术6提出一种执行器-评价器学习的非奇异快速终端滑模控制，该控制器降低状态变量到达滑模面的时间，提高系统的鲁棒性。现有技术7提出一种自适应末端滑模控制，实现转速高精度跟踪、状态变量在有限时间内快速收敛及抑制转矩脉动较大的问题。现有技术8引入速度状态误差绝对值X₁，加快状态变量趋近滑模面时间，平滑系统的抖振。但该方法下的转速启动仍然存在超调，且引入平滑符号函数减弱抖振效果不明显等缺点。因此滑模控制抖振问题仍是目前研究的热门话题。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的电机滑模控制方法或技术中，无法用较为简便的方法同时解决滑模控制抖振、响应速度慢、控制精准度不高等问题，不能满足实际需求。

解决以上问题及缺陷的难度为：找到合适且简洁的函数用以解决滑模控制滑动阶段抖动切换增益严重的问题，并提高系统的响应速度。

解决以上问题及缺陷的意义为：设计复合变指数趋近律滑模控制策略目的是加快电机速度响应且无超调到达参考转速，实现复杂工况下的永磁同步电机速度准确控制；当系统受到外部扰动时，转速降落小且恢复迅速，提高系统鲁棒性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种永磁同步电机、滑模控制方法、控制系统、终端、介质。

本发明是这样实现的，一种基于复合变指数趋近律的永磁同步电机滑模控制方法，所述基于复合变指数趋近律的永磁同步电机滑模控制方法包括：