[发明专利]一种永磁同步电动机滑模控制的消抖方法

摘要

本发明涉及一种永磁同步电动机滑模控制的消抖方法，能够实现永磁同步电动机消除滑模控制抖颤现象。技术特征在于：1.首先建立永磁同步电机的非线性数学模型；2.然后采用非线性系统反馈线性化理论对其进行解耦；3.在解耦控制的基础上，分别设计相应的高阶滑模控制器。采用带有微分器的高阶滑模控制算法，尽管系统存在参数不确定和外界干扰等因素，设计了一种针对多输入多输出非线性永磁同步电机的鲁棒控制器。这种控制器的优点在于消除了传统滑模的抖颤，并具有传统滑模的控制精度和强鲁棒性，同时控制律不再受系统相关度的限制。

主权项

1.一种永磁同步电动机滑模控制的消抖方法，其特征在于步骤如下：步骤1建立永磁同步电机的非线性模型：其中：k_i(1≤i≤10)为电动机系数：且k₁＝p(L_d-L_q)/J，k₂＝pΦ_f/J，k₃＝-f_v/J，k₄＝-R_s/L_d，k₅＝pL_q/L_d，k₆＝1/L_d，k₇＝-pΦ_f/L_q，k₈＝-pL_d/L_q，k₉＝-R_s/L_q，k₁₀＝1/L_q；p为电机极对数，L_d，L_q分别为直轴电感和交轴电感，Φ_f为磁通，J为转动惯量，f_v为粘滞摩擦系数，R_s为定子电阻；x＝[x₁，x₂，x₃]^T＝[ω，i_d，i_q]^T为电机状态变量，ω为电机速度，i_d为直轴电流，i_q为交轴电流；u＝[u₁，u₂]^T＝[u_d，u_q]^T为控制输入信号；步骤2设计无抖颤高阶滑模控制模型：控制直轴电流的一阶滑模控制模型：w₁＝-α₁sgn(s₁)控制电机转速的二阶滑模控制模型：其中：α₁、α₂为调节正常数，取值范围0～9999但不为零；s₁＝h₁(x)＝x₂-x_2ref，x_2ref为直轴电流目标电流值；s₂＝h₂(x)＝x₁-x_1ref，x_1ref为电机转速的目标转速值；步骤3：对滑模变量s₁其取一阶导数，得s·1=x·2-x·2ref=k4x2+k5x1x3+k6u1-x·2ref]]>对滑模变量s₂连续求二阶导数得s··2=(k1x2+k2)(k7x1+k8x1x2+k9x3)+k3[(k1k2+k2)x3+k3x1]+k1x3(k3x2]]>+k5x1x3)+k1k2x3+(k1x2+k2)k10-x··1ref+k1k6x3u1+(k1x2+k2)k10u2]]>步骤4：将滑模变量作为一个新的动态系统，空间状态为s·1s··2=A1A2+B110B21B22u1u2]]>且满足条件：步骤5：采用非线性系统反馈线性化理论对其进行解耦，得到能够消除抖颤影响的电机控制输入信号：u=1LgLfr-1(w-Lfrh(x))=B0-1·[-A0+w]]]>其中：L表示函数f(x)、g(x)的李导数，A₀和B₀是原电机非线性数学模型的系数矩阵，w是系统解耦后新的控制输入信号。