[发明专利]基于运动趋势多模型自适应混合控制的永磁同步电机控制方法

说明书

本发明提供了一种基于运动趋势多模型自适应混合控制的永磁同步电机控制方法，包括步骤：s1：对电机数学模型离散化，得到输入输出3阶离散模型；s2：分解变化区间，得到子区间，并在各子区间建立子模型，获得多模型集，最后采用鲁棒H_∞设计鲁棒子控制器；s3：求取各子模型参与混合的混合信号，再预判子模型参数混合的权值，将两种混合信号综合并归一化，得到每个子模型在重叠区间参与混合的综合混合信号；s4：根据综合混合信号，求取被控对象混合控制器的控制器。与现有技术相比，本发明保证当永磁同步电机的参数变化时，仍具有良好的工作性能。

技术领域

本发明主要是针对永磁同步电机的控制过程，是一种解决由于永磁同步电机过程中发热而导致永磁同步电机的参数发生变化，原控制器无法满足电机的控制性能的问题的方法。

技术背景

永磁同步电机结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高，和直流电机相比，它没有直流电机的换向器和电刷等确定，而且不需要无功励磁电流，因而效率高，功率因素高，力矩惯量比大，定子电流和电子电阻损耗小，且转子参数可测，控制性能好。因此该电机广泛的应用带航空航天、机器人等领域。因此永磁同步电机一直是工业领域和科研领域重要的研究课题。但是当永磁同步电机工作过程中，会出现发热现象，该项现象会导致电机在运行过程中参数值发生变化，导致原有的控制器将无法满足电机的调速性能等要求，并且永磁同步电机具有非线性、强耦合等特点，因此对于永磁同步电机的性能控制难度比较大。

对于永磁同步电机的控制技术目前大部分研究都是基于传统的PI调节器，PI调节器的设计与电机参数有关，因此参数的准确性，决定了控制器的性能，但是由于生产工艺的变化或负载特性的不确定性，系统在运行过程中由于发热等导致的参数的变化，因此怎样在负载的环境下能够永磁同步电机良好的工作性能是现如今急需解决的问题，是研究领域一大热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于运动趋势多模型自适应混合控制的永磁同步电机控制方法，以解决由于永磁同步电机因工作发热而导致的电机参数变化而导致的参数不确定性问题，能够保证在电机参数在一定范围变化的时候仍然能够保证电机良好的调速性能，和良好的暂态性能。

为了解决永磁同步电机的部分参数在一定范围变化的控制问题，必须采用一种新颖的控制方法-基于运动趋势的多模型自适应混合控制方法。要实现这种控制方法，必须通过以下步骤实现：

S100：根据永磁同步电机的激励建立电机的机理模型，然后将电机的机理模型进行离散化，得到电机的输入输出3阶离散模型。

S200：根据模型参数变化的区间，结合一定的分解原则对变化区间进行分解，得到子区间，然后在每个子区间建立子模型，从而获得多模型集，最后采用鲁棒H_∞方法对每个子模型设计鲁棒控制器。

S300：根据被控对象的辨识参数在当前时刻的信息，再根据平滑函数求取子模型参与混合的混合信号；再根据被控对象的辨识参数的信息预判参数在重叠子空间的运动趋势，从而预判子模型参数混合的权值；将两种混合信号综合，同时归一化，得到每个子模型在重叠区间参与混合的综合混合信号。

S400：最后根据综合混合信号求取被控对象的混合控制器，从而保证当永磁同步电机的参数在一定范围变化的时候，仍能够具有良好的工作性能。

附图说明

图1为Clark变换图。

图2为Park变换图。

图3为PMSM磁链矢量及定子电流图。

图4为伏安法测量永磁同步电机定子电阻图。

图5为永磁同步电机定子电感测量图。

图6为离散系统模型图。

图7为两个未知参数情况下运动趋势图。