[发明专利]基于趋近律和扰动补偿的永磁同步直线电机滑模控制方法

权利要求书

1.一种基于趋近律和扰动补偿的永磁同步直线电机滑模控制方法，其特征是，所述永磁同步直线电机的滑模控制方法包括：

在永磁同步直线电机的速度控制环，配置用于进行速度控制的滑模速度控制器以及用于观测速度控制时扰动的滑模扰动观测器，滑模扰动观测器将所观测的扰动观测值前馈补偿至所述滑模速度控制器内，滑模速度控制器基于动子速度给定值v^*、动子速度实际值v以及滑模扰动观测器前馈的扰动观测值生成永磁同步直线电机q轴的给定电流其中，

进行速度控制时，在滑模速度控制器内配置速度滑模面的趋近律，所配置速度滑模面的趋近律为：

式中，s为滑模速度控制器内的速度滑模面，为速度滑模面的趋近律，x为速度误差，k为指数项系数，ε为切换增益项系数，α、β、γ均为趋近律参数，t为永磁同步直线电机的工作时间，sgn()为符号函数。

2.根据权利要求1所述基于趋近律和扰动补偿的永磁同步直线电机滑模控制方法，其特征是，利用基于趋近律的滑模速度控制器进行速度控制时，所述滑模速度控制器输出的永磁同步直线电机q轴给定电流为：

其中，τ为永磁同步直线电机的极距，为速度给定值v^*的导数，ψ_f为永磁同步直线电机的永磁体磁链，p_n为永磁同步直线电机的极对数，为滑模扰动观测器所观测的扰动观测值，B为粘滞摩擦因数，m为永磁同步直线电机的动子质量，c为滑模面系数且c0。

3.根据权利要求2所述基于趋近律和扰动补偿的永磁同步直线电机滑模控制方法，其特征是，在滑模扰动观测器内，选取滑模面s₁为观测器速度误差e₁，并对所述滑模面s₁配置扰动观察滑模趋近律其中，

式中，为对永磁同步直线电机的动子速度观测值，k₁为指数项系数，ε₁为切换增益项系数，α₁、β₁、γ₁均为趋近律参数。

4.根据权利要求3所述基于趋近律和扰动补偿的永磁同步直线电机滑模控制方法，其特征是，对具有扰动观察滑模趋近律的滑模扰动观测器，所述滑模扰动观测器的设计方法包括：

步骤100、建立永磁同步直线电机的机械方程，具体为：

其中，F_L为永磁同步直线电机的总不确定扰动，ξ(t)为永磁同步直线电机总不确定扰动的变化量，i_q为永磁同步直线电机q轴的电流；

步骤110、基于永磁同步直线电机的机械方程，建立永磁同步直线电机的滑模扰动观测器，所建立的滑模扰动观测器为：

其中，g为观测器系数；u_smo为待设计扰动观测器的控制律；

步骤120、定义滑模扰动观测器的观测速度误差e₁以及观测扰动误差e₂，具体为：

步骤130、基于上述的机械方程、所建立的滑模扰动观测器，生成观测器误差方程：

步骤140、选取滑模面s₁为观测器速度误差e₁，并配置扰动观察滑模趋近律则有：

步骤150、令以作为所述滑模扰动观测器的控制律，并且观测器参数满足g0、k₁0时，以实现观测速度误差e₁＝0、观测扰动误差e₂＝0以及观测扰动值为

5.根据权利要求1至4任一项所述基于趋近律和扰动补偿的永磁同步直线电机滑模控制方法，其特征是，基于趋近律的滑模速度控制器进行速度控制时，速度误差x能进入速度滑模面s，且速度滑模面s能收敛至平衡点s＝0，速度滑模面s收敛至平衡点的时间小于[T₁+T₂]，其中，

其中，s₀为滑模面s的初始值，x₀为初始速度误差。