[发明专利]一种PMSM反演终端滑模控制方法

说明书

本发明对永磁同步电机调速系统提出一种基于负载转矩观测器的反演终端滑模控制方法。采用扩张状态观测器来实时估计负载转矩，将实时估计的负载转矩引入转速环的输出给定q轴电流，形成前馈补偿，增强系统的抗负载扰动的能力。针对电流环设计过程中电机参数的摄动问题，引入高阶终端滑模控制的思想，设计了d、q电流的高阶终端滑模控制方法，使得电流在有限的时间内跟踪电流给定值，保证调速控制系统的稳定性，对电机参数摄动实现鲁棒性。

技术领域

本发明涉及一种基于电动汽车PMSM反演终端滑模控制的方法，尤其是一种基于负载转矩观测器的反演终端滑模控制方法。

背景技术

PMSM全称为permanent magnet synchronous motor，即永磁同步电机，运动控制是目前众多家用电器的关键需求，如烘干机、洗衣机、冰箱、空调和各种厨房器具。为了使这些设备以最佳性能工作，采用经过改进的新型马达控制技术是关键所在。此外，能效的提高不仅有益于所有人，新技术还能够提供更多的优势，如实现更平稳的工作，并大幅度降低噪声水平。

为了提高动静态性能，将反步控制器与模糊控制相结合，应用于永磁同步电动机的速度跟踪控制中，实现了较好的动静态性能，但系统设计较为复杂，并且需要较为丰富的经验。由于永磁同步电机是一个多变量、强耦合、非线性、变参数的复杂对象，并且容易受到外界扰动的影响，传统的线性控制器如PI、PID等控制器已经难以满足高性能的控制要求。

发明内容

针对上述问题，本发明基于负载转矩观测器对永磁同步电机调速系统提出一种PMSM反演终端滑模控制方法，所述方法包括：

获取电机转速值；

获取经过变换的q轴电流值；

基于上述电机转速值、q轴电流值进行负载计算，计算得到负载转矩估计值；

基于上述负载转矩估计值进行反演滑模计算，所述反演滑模计算中，通过引入积分项对给定电机转速值进行跟踪。

进一步的，所述电机转速通过速度传感器获取得到。

可选的，所述变换为先进行Clark变换，然后进行Park变换。

进一步的，所述所述反演滑模计算的输入参数还包括电机转速值、d轴电流值和q轴电流值。

进一步的，所述反演滑模计算中通过引入积分项对给定电机转速值进行跟踪，包括通过引入积分项对电机转速值误差进行跟踪，其中，所述积分项对电机转速值误差进行积分。

可选的，所述反演滑模计算采用非奇异终端滑模计算法。

进一步的，结合电机的转矩方程、运动方程，将负载转矩、转子位置和转速值作为状态

变量，利用增广系统进行运算，通过对负载转矩的稳定性分析获得所述负载转矩估计值。

进一步的，通过d轴电流误差确定所述非奇异终端滑模计算法。

另一方面，本发明还提出一种PMSM反演终端滑模控制装置，包括：

电机转速值获取单元，用于获取电机转速值；

q轴电流值获取单元，用于获取经过变换的q轴电流值；

负载观测器，基于上述电机转速值、q轴电流值进行负载计算，计算得到负

载转矩估计值；

反演滑模控制器，基于上述负载转矩估计值进行反演滑模计算，所述反演滑模计算中，通过引入积分项对给定电机转速值进行跟踪。

另一方面，本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现前述方法中的步骤。