[发明专利]直线电机滑模控制中系统抖振消除控制方法与装置

摘要

本发明为直线电机滑模控制中系统抖振消除控制方法与装置，本方法以柔化迟滞函数代替常规滑模控制公式中的符号函数，求得动子线圈上的控制电压。因柔化迟滞函数的软开关特性，实现滑模控制中抖动的消除。式中参数由二阶逼近和实验取得。本装置包括直线电机、位移传感器、信号处理器、驱动电路等。信号处理器的控制信号接入驱动电路。信号处理器包括中央处理单元、A/D和D/A电路，ROM、RAM、脉宽调制模块和信号接收电路，存储有滑模控制方法公式及参数。中央处理单元根据位移传感器的动子位移数据得到动子线圈电压信号，经脉宽调制模块调节动子线圈电压，实现动子稳定的直线运动。本发明有效消除系统抖振，提高运行可靠性，易于实现。

主权项

1.直线电机滑模控制中系统抖振消除控制方法，永磁同步直线电机有永磁定子，控制动子线圈上的电压，实现动子的直线运动；永磁同步直线电机的状态方程如式i：x(k+1)=Ax(k)+B[A‾x(k)+u(k)+N‾f(k)]---i]]>式中：A和B是状态方程的两个矩阵系数，是k时刻的状态变量，u(k)为k时刻的动子线圈电压；ΔA为系统摄动；f(k)为外干扰向量；N为外干扰向量f(k)的矩阵系数；和由决定；在滑模控制中作为干扰项处理；设电机动子的位置指令为r(k)，其变化率为dr(k)，取R＝[r(k)；dr(k)]，R₁＝[r(k+1)；dr(k+1)]，即r(k+1)＝2r(k)-r(k-1)                    ivdr(k+1)＝2dr(k)-dr(k-1)                 vs(k)＝C(R₁-x(k))；ε＞0；q＞0；0＜(1-qT)＜1，T为采样周期；C＝[c，1]，其中c为滑模面参数(滑模面斜率)；其特征在于：对动子线圈施加的电压如下公式vi所示：即：其中带有死区的软开关特性的柔化迟滞函数数学表达式为式viii：式viii中：ff1(s(k))=ath(b(s+D))=aeb(s+D)-e-b(s+D)eb(s+D)+e-b(s+D)---ix]]>ff2(s(k))=ath(b(s-D))=aeb(s-D)-e-b(s-D)eb(s-D)+e-b(s-D)---x]]>其中：a和b的值根据仿真实验赋值，为常值，D是迟滞量。