[发明专利]一种永磁同步电机的解耦线性自抗扰控制方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机的解耦线性自抗扰控制方法，其特征在于：

1)建立永磁同步电机的电流环和转速环模型：

其中，p为磁极对数；L_n为永磁同步电机中的电感出厂标称值；J_n为系统转动惯量出厂标称值；ψ_rn为永磁同步电机中的永磁体磁链出厂标称值；i_d和i_q分别为d轴和q轴实际电流；i_qref为永磁同步电机所连接的转速控制器输出q轴参考电流；u_dref和u_qref分别为永磁同步电机所连接的d轴和q轴电流控制器输出参考电压；d_d和d_q分别为d轴和q轴电流环中的集总扰动；d_ω为转速环中的集总扰动；a_d、a_q和a_ω分别为集总扰动d_d、d_q和d_ω的变化率；t表示时间；

将电流环和转速环模型中的d轴电流环、q轴电流环和转速环均等效为一阶系统模型，统一表示成：

其中，x₁代表i_d、i_q和ω_m其中之一；x₂代表d_d、d_q和d_ω其中之一；b代表1/L_n和1.5pψ_rn/J_n其中之一；u代表u_dref、u_qref和i_qref其中之一；a代表a_d、a_q和a_ω其中之一；

2)根据一阶系统模型建立解耦线性自抗扰控制器：

根据d轴电流环、q轴电流环和转速环的一阶系统模型分别建立各自的解耦线性自抗扰控制器，分别为d轴电流解耦线性自抗扰控制器、q轴电流解耦线性自抗扰控制器、转速解耦线性自抗扰控制器，d轴电流解耦线性自抗扰控制器、q轴电流解耦线性自抗扰控制器、转速解耦线性自抗扰控制器均包含线性跟踪微分器、线性扩张状态观测器和线性控制律的三个部分；

线性跟踪微分器接收预设给定参考指令v处理获得线性跟踪微分参考指令v_LTD并输入到线性控制律中，线性控制律接收线性跟踪微分参考指令v_LTD以及待观测量的观测值和集总扰动处理获得输出参考量并输入到一阶系统模型中，一阶系统模型接收输出参考量处理获得待观测量的实际值并输入到线性扩张状态观测器，线性扩张状态观测器根据待观测量的实际值处理获得待观测量的观测值和集总扰动输入到线性控制律中，从而实现闭环反馈的自抗扰控制；

3)由d轴电流解耦线性自抗扰控制器、q轴电流解耦线性自抗扰控制器、转速解耦线性自抗扰控制器共同工作对永磁同步电机解耦线性自抗扰控制。

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机的解耦线性自抗扰控制方法，其特征在于：

所述的集总扰动d_d、d_q和d_ω的表达式如下所示：

其中，L_s为定子电感，ΔL_s为定子电感偏差值，L_s＝L_n+ΔL_s；R_s为定子电阻；ψ_r为永磁体磁链，Δψ_r为永磁体磁链偏差值，ψ_r＝ψ_rn+Δψ_r；ω_m为转子机械转速；J为系统转动惯量，ΔJ为系统转动惯量偏差值，J＝J_n+ΔJ；T_L为负载转矩；T_f为摩擦转矩；γ_id和γ_iq分别为d轴和q轴电流环中存在的周期性扰动；γ_ω为转速环中存在的周期性扰动。