[发明专利]一种基于参数优化的永磁同步电机双闭环滑模控制方法

权利要求书

1.一种基于参数优化的永磁同步电机双闭环滑模控制方法，其特征在于，具体按照如下步骤实施：

步骤1，采集永磁同步电机三相电流i_a，i_b，i_c和实际转速ω_m，将i_a，i_b，i_c依次进行clark和park变换转换成d-q坐标系下的等效电流i_d，i_q；

步骤2，构造滑模面和转速环滑模控制器；

步骤3，选取滑模控制器的初始参数c₀，q₀，ε₀，应用遗传算法对初始参数进行优化，得到优化后的滑模控制器参数c_n，q_n，ε_n，将优化后的滑模控制器参数输入到滑模控制器中；

具体为：

步骤3.1，输入滑模控制器的初始参数c₀，q₀，ε₀到遗传算法中，形成初始种群；

步骤3.2，根据适应度函数F，计算初始种群的适应度；其中，适应度函数F具体为：

其中，d为达到稳态前的采样点数，N_rn为每一个采样点时的转速数值，Z为稳态误差惩罚因子，E为惩罚因子；

其中，稳态误差惩罚因子Z的计算方式如下：

其中，d₂为达到稳态时的采样点数，T为总仿真采样点数；

B_n为辅助计算项，按照如下公式计算：

其中，e为稳态误差值，N为给定的转速值；

惩罚因子E按照如下公式计算：

其中，N_rm为采样期间最大的转速值；

步骤3.3，根据初始种群的适应度选择相应的个体依次进行复制、交叉、变异操作后，形成下一代种群；

步骤3.4，对新的种群重复进行步骤3.2和3.3，直到达到规定的迭代次数结束后，得到最终的种群，在最终种群中选择适应度最大的个体，得到最优解c_n，q_n，ε_n，将得到的最优解c_n，q_n，ε_n，输入滑模控制器中，滑模控制器输出q轴电流i_qref；

步骤4，将滑模控制器输出的q轴参考电流与步骤1得到的i_d，i_q一起输入双闭环PI控制器，双闭环PI控制器输出d轴的电压u_d和q轴的电压u_q，将u_d和u_q进行反Park变换得到静止两相坐标系α、β轴电压u_α、u_β，经过空间矢量调制输出PWM信号；

步骤5，通过PWM信号控制三相逆变器产生三相电压信号，然后通过三相电压信号控制电动机的转速。

2.根据权利要求1所述的一种基于参数优化的永磁同步电机双闭环滑模控制方法，其特征在于，所述步骤1具体为：

步骤1.1，采集永磁同步电机的三相电流i_a，i_b，i_c，并进行Clark变换，将三相电流转换成α-β坐标系下的等效电流i_α，i_β；

步骤1.2，通过位置传感器获得永磁同步电机的实际转速ω_m和转子位置θ，根据转子的位置θ，将转子的位置θ和i_α，i_β进行Park变换转换成d-q坐标系下的等效电流i_d，i_q；

步骤1.3：将i_d，i_q，ω_m输入进双闭环系统中。