[发明专利]基于动态摩擦补偿的永磁球形电机转子自适应控制系统

摘要

本发明公开了一种基于动态摩擦补偿的永磁球形电机转子自适应控制系统，其特征是：以永磁球形电机转子为被控对象，设置控制系统包括参数自适应调整模块、动态摩擦状态观测模块、动态摩擦前馈补偿模块和计算力矩模块。参数自适应调整模块采用自适应算法实时计算获得计算力矩模块和动态摩擦前馈补偿模块的调整参数；动态摩擦状态观测模块由两个动态项不同的状态观测器构成，实时计算动态摩擦模型中的状态量估计值；动态摩擦前馈补偿模块实时计算获得摩擦补偿力矩τ_fc；计算力矩模块计算获得主控制力矩τ_c；设置被控对象的总控制力矩τ为：τ=τ_fc+τ_c。本发明实现了永磁球形电机转子的动态摩擦补偿，从而提高控制精度，减少起动力矩。

主权项

1.一种基于动态摩擦补偿的永磁球形电机转子自适应控制系统，其特征是：以永磁球形电机转子为被控对象，检测获得电机转子的实际位置测量值q，令q_d为电机转子的期望位置，位置跟踪误差e为：e=q-q_d；设置所述控制系统包括参数自适应调整模块、动态摩擦状态观测模块、动态摩擦前馈补偿模块和计算力矩模块；所述参数自适应调整模块是以位置跟踪误差e、电机转子的实际转速测量值以及动态摩擦前馈补偿模块输出的摩擦补偿力矩τ_fc为输入变量，结合永磁球形电机转子数学模型和LuGre动态摩擦模型的结构信息分别构造线性回归矩阵Y_qr、和根据所述线性回归矩阵Y_qr、和以及位置跟踪误差e计算自适应律，利用所述自适应律在线计算获得计算力矩模块和动态摩擦前馈补偿模块的调整参数和并将所述调整参数和分别输出给计算力矩模块和动态摩擦前馈补偿模块；所述计算力矩模块根据位置跟踪误差e和参数自适应调整模块输出的调整参数实时计算获得主控制力矩τ_c；所述动态摩擦状态观测模块根据位置跟踪误差e和电机转子的实际转速测量值实时计算电机转子动态摩擦模型中的状态量估计值和并将所述状态量估计值和输出至动态摩擦前馈补偿模块；所述动态摩擦前馈补偿模块根据参数自适应调整模块输出的调整参数和以及动态摩擦状态观测模块输出的状态量估计值和实时计算获得摩擦补偿力矩τ_fc；设置所述永磁球形电机转子的总控制力矩τ为：τ=τ_fc+τ_c。