[发明专利]一种永磁同步电机的未知参数分数阶识别方法

说明书

本发明属于永磁同步电机控制技术领域，采用一种永磁同步电机的未知参数分数阶识别方法，借助分数阶数学工具，建立永磁同步电机驱动—响应系统分数阶模型，通过采用和驱动电机同步的方法来辨识驱动永磁同步电机的未知参数，响应系统是虚拟的在辨识器中的算法；导出误差系统的分数阶数学模型，设计响应系统的自适应控制策略使其达到同步。本发明具有未知参数的永磁同步电机数的驱动—响应系统混沌同步分数阶控制问题，通过对永磁同步电机混沌系统构建具有未知参数的分数阶驱动—响应系统数学模型，通过分数阶自适应控制器设计，以及响应系统的未知参数估计律使永磁同步电机驱动—响应系统得到同步，分数阶自适应控制器简单，便于实现。

技术领域

本发明属于永磁同步电机控制技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机的未知参数分数阶识别方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：永磁同步电机由于其结构较为简单并且运行效率较高，因此生产成本较低且运行较为可靠，现已广泛的应用于工业自动化装备和航空航天设备以及家用电器等一系列的领域，但是永磁同步电机的动力学系统是一个具有强耦合和多变量的非线性系统，在特定的条件和参数下其运行会出现混沌现象。永磁同步电机混沌现象的表现为伴随电机运行参数的改变，其控制性能的不稳定和输出的转速或者转矩将会出现震荡现象以及一些不规则的电磁噪声等。这些将直接影响电机的动态性能，甚至会导致电机的损坏。为了防治永磁同步电机在运行过程中的混沌现象，就需要对永磁同步电机的混沌系统参数进行测量，之后才能施加控制。但是永磁同步电机的混沌参数是在随系统运行的工作条件以及相应的状态而变化的，所以为了得到精度较高的控制效果则需要采用在线辨识。

分数阶混沌系统在一些领域由于具有很重要的应用价值，因此在过去的20多年里研究受到了广泛的研究和关注。通过分数阶微积分构建的系统模型对系统的描述则会更加的贴近于实际系统的模型，因此可以借助分数阶微积分的方法来构建系统的数学模型进而找到更优的控制策略。对于非线性系统的混沌控制就是分数阶微积分的一个重要的应用领域之一，现有技术中就研究了分数阶Chen系统和分数阶Chua系统的分数阶混沌同步问题。

Lyapunov函数法是控制系统分析中经常需要用到的工具，无可厚非，对于自适应控制器的设计也经常需要将Lyapunov函数法与一些其他的不等式技术相结合。通常将Lyapunov函数法与Barbalat引理以及LaSalle不变原理等相结合。但是分数阶微积分具有弱奇异性并且缺乏相关的数学工具，因此将整数阶的Lyapunov函数法推广到分数阶的时候具有很大的困难，需要借助新的数学工具。

综上所述，现有技术存在的问题是：永磁同步电机在特定的条件和参数下其运行会出现混沌现象，表现为其控制性能的不稳定和输出的转速或者转矩将会出现震荡现象以及一些不规则的电磁噪声，这些会直接影响电机的动态性能和电机的控制精度，甚至会导致电机的损坏。

解决上述技术问题的难度：混沌现象的发生具有不确定性和不可预测性，因此很难测量混沌状态下的永磁同步电机相关参数。

解决上述技术问题的意义：能够解决永磁同步电机运行过程中出现的混沌现象，使永磁同步电机运行过程中更加的稳定，不仅可以提高工业生产过程中的可靠性，而且可以防止一些永磁同步电机工作场合因出现混沌现象而损坏电机，从而可以提升经济效益。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种永磁同步电机的未知参数分数阶识别方法。

本发明是这样实现的，一种永磁同步电机的未知参数分数阶识别方法，所述永磁同步电机的未知参数分数阶识别方法建立了永磁同步电机驱动-响应系统分数阶数学模型，通过采用分数阶Lyapunov函数、不等式技术以及Laplace变换，设计具有未知参数的永磁同步电机自适应同步控制器；通过构建永磁同步电机驱动系统和响应系统的分数阶数学模型导出误差系统的分数阶数学模型，设计响应系统的自适应控制律使其达到同步。

进一步，所述永磁同步电机的未知参数分数阶识别方法包括：