[发明专利]无轴承同步磁阻电机微分几何解耦控制器的构造方法

权利要求书

1.一种无轴承同步磁阻电机微分几何解耦控制器的构造方法，其特征是采用如下步骤：     

（1）构造两个扩展的电流滞环PWM逆变器，由第一扩展的电流滞环PWM逆变器与无轴承同步磁阻电机的转矩子系统相连构成第一复合被控对象，由第二扩展的电流滞环PWM逆变器与无轴承同步磁阻电机的径向悬浮力子系统相连构成第二复合被控对象； 

（2）构造精确线性化解耦系统，由精确线性化解耦系统与第一、第二复合被控对象共同构成伪线性系统；

（3）由转速控制器、x、y位置控制器组成线性闭环控制器，由线性闭环控制器和精确线性化解耦系统共同构成微分几何解耦控制器；

（4）将微分几何解耦控制器、两个扩展的电流滞环PWM逆变器和无轴承同步磁阻电机共同形成无轴承同步磁阻电机微分几何解耦控制器。

2.根据权利要求1所述的无轴承同步磁阻电机微分几何解耦控制器的构造方法，其特征是：步骤中（2）的具体方法是：

先建立复合被控对象的数学模型，状态变量为                                                ，系统输入为，系统输出为，求取系统的相对阶数，对输出不断求导，直到 中的各分量均显含输入u， q=3；

然后对Y₃求输入u的偏导，经计算，无轴承同步磁阻电机系统的输出y₁、y₂、y₃的导数的最低阶数分别为2、2、1，该系统的相对阶为，，r=n=5，满足精确线性化的充要条件；

最后根据变换可得3个虚拟输入量，新的控制律为，其中为解耦矩阵，将新的控制律串接于复合被控对象之前，即得到原系统的精确线性化系统，将原复杂的非线性系统化简为三个简单的线性积分子系统：一个一阶转速线性积分子系统和两个二阶位移线性积分子系统。

3.根据权利要求2所述的无轴承同步磁阻电机微分几何解耦控制器的构造方法，其特征是：对一阶转速线性积分子系统和两个二阶位移线性积分子系统分别设计线性闭环控制器，线性闭环控制器由转速控制器、x、y位置控制器组成，线性闭环控制器采用线性系统理论中的比例积分微分控制器PID方法设计，转速控制器采用PI控制器，x、y位置控制器均选用PID控制器。