[发明专利]一种永磁电机的滑模控制策略

权利要求书

1.一种永磁电机的滑模控制策略，所述的永磁电机采用双闭环速度电流控制，其特征在于，该控制策略包括一种滑模速度控制器和一种扩展滑模观测器，所述的滑模速度控制器采用含有速度误差和滑模面信息的指数趋近律，以给定转速和反馈转速的偏差作为输入量，通过滑模控制量输出q轴电流给定值；所述的扩展滑模观测器实时估算转子位置、转速和负载转矩，转速和转子位置提供速度闭环控制和坐标变换的信息，负载转矩补偿至滑模速度控制器，实现对永磁电机的高精度矢量控制。

2.如权利要求1所述的滑模控制策略，其特征在于，所述滑模速度控制器的指数趋近律的设计如下：

s·=-ϵsgn(s)·1(1/|-x1|-η)e-σ|s|+η]]>

式中，切换增益ε>0；sgn(·)为符号函数；s为滑模面；状态变量x₁=ω^*-ω，ω^*为给定转速值，ω为实际转速值；常数0<η＜1，且η需满足η<1/|x₁|；e表示自然指数；常数σ＞0；定义动态滑模面并结合电机数学模型得到q轴电流给定值如下：

iq′=1a∫(cx2+ϵsgn(s)(1/|x1|-η)e-σ|s|+η)dt]]>

式中，i_q′为q轴电流给定值；其中，J为转动惯量，p为极对数，为转子磁链；状态变量x2=x·1.]]>

3.如权利要求1所述的滑模控制策略，其特征在于，所述的扩展滑模观测器以编码器输出的离散位置信息和定子电流在q轴上的分量作为输入，根据永磁电机的空间状态方程建立扩展滑模观测器，得到连续的转子位置、转速和负载转矩，观测器设计如下：

式中，和分别为转子位置、转速和负载转矩的观测值；g₁、g₂为输入反馈增益；为扩展输入量，其中，k为滑模增益，θ为实际转子位置；i_q为定子电流在q轴上的分量；将观测负载转矩前馈补偿至滑模控制器，重新得到电流给定为

iq*=1a∫(cx2+ϵsgn(s)(1/|x1|-η)e-σ|s|+η)dt+kLT~L]]>

式中，为q轴电流给定值；k_L为负载转矩前馈增益，k_L>0；为观测值经低通滤波器滤波后的值。