[发明专利]一种锂电驱动控制系统

权利要求书

1.一种锂电驱动控制系统，以锂电池组为动力源输出并通过扩展状态观察器对直流电机位置进行跟踪控制，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

(1)首先对直流电机进行位置状态模型建立：

式中，x₁＝θ、x₂＝ω，θ为电机转过角度，ω为电机角速度；Ψ_p为电机电磁磁链的峰值，I_p为电流峰值，n为电机转速，n_p为电机转速峰值，Z为黏滞摩擦系数，T_e和T_L分别为电磁转矩和负载转矩，J为电机转子的转动惯量并取值为1，K_T为电机转矩系数并取值为2，U_d为直流电压，k_e为反电动势系数并取值为6，R为点数电阻并取值为2，y为状态模型的输入幅值；

(2)通过跟踪微分器对预期输入信号r进行公式(1)计算，从而得到电机转动角x1和角速度x2的离散表达式：

x1(k+1)=x1(k)+Tx2(k)x2(k+1)=x2(k)+Tfhan(x1(k)-v0(k),x2(k),r0,h0)---(1)]]>

其中，T为采样周期，v₀(k)为速度跟踪信号，h₀为滤波因子，r₀为速度因子，均属于常数集；

(3)先设定输入幅值y，并作为扩展状态观测器初始时的输入信号z₁和z₂，并通过扩展状态观测器依公式(2)计算得到的和以及电机转动角误差e₁和电机角速度误差e₂，作为其估算输出信号：

z·3=-β03fal1(e,a2,δ)z·2=z3-β02fal1(e,a1,δ)+buz·1=z2-β01ee1=x1-z·1e2=x2-z·2---(2)]]>

式中，β₀₁、β₀₂、β₀₃是扩展状态观察器的反馈控制量的增益，a₁、a₂、δ是可调参数，b为对象控制量的增益，u为对电极位置状态的增益；e₁为电机转动角误差，e₂为电机角速度误差；分别是扩展状态观测器的两个输出状态；

(4)接着，将u作为非线性状态误差反馈的输入信号，并经过以下公式(3)计算得到非线性状态误差反馈输出信号，即前馈控制量u₀：

u₀＝β₁fal₁(e₁,a₁,δ)+β₂fal₁(e₂,a₂,δ)+a₃Δi(3)

式中，β₁、β₂是非线性状态误差反馈的反馈控制量增益，a₁、a₂、a₃、δ是可调参数，Δi为直流电机的电流变化幅值，fal函数引入误差阈值e_c改进后的数学表达式(4)如下：

fal1(e,a,δ)=eδ1-a,|e|≤δ|e|asign(e),δ<|e|<ecke,|e|≥ec---(4)]]>

式中，k是线性反馈的增益；

(5)然后由前馈控制量u₀计算电机位置信号估算扰动的自动补偿值其中b₀为对对象控制量增益b的估计值。