[发明专利]一种基于障碍李雅普洛夫函数的永磁电机自适应控制方法

说明书

本发明是关于一种基于障碍李雅夫函数的永磁电机自适应控制方法，通过设置两个李雅普洛夫函数速度障碍点求解电机转绝对值速障碍误差以及其切换积分，分别形成d轴与q轴电流期望信号，并与d轴与q轴定子电流信号进行比较，得到d轴与q轴电流误差信号，然后通过一阶滤波器与二阶微分整流器与柔化变换以及非线性变换，得到形成q轴定子电压控制信号；然后通过一阶滤波器与二阶微分整流器与积分变换以及非线性变换，得到形成电流误差滑模信号，再设计补偿系数的自适应更新规律得到转速误差等补偿信号，叠加组合误差滑模非线性变换信号形成d轴定子电压控制信号，实现电机的转速控制。

技术领域

本发明涉及永磁电机的自适应控制领域，具体而言，涉及一种基于障碍李雅普洛夫函数的永磁电机自适应控制方法。

背景技术

永磁电机稳定耐用、体积小与损耗小的优点，近年来在民用的各个领域取得了广泛的应用与发展。传统的永磁电机转速控制一般是采用稳定一轴电流在通过速度误差驱动另一轴电流跟踪期望信号实现转速控制的方式，其控制比较保守，而且在负载变换比较大的情况下，稳定与抗干扰能力受到考验。基于上述背景原因，而且考虑到过速保护的需要，本发明提出了采用障碍李雅普洛夫函数的方式，设置速度障碍点，同时采用自适应与滑模控制技术使得整个双轴的控制都能依靠转速误差驱动，从而具有良好的安全性与可靠性以及稳定性，而且对负载变化具有很好的适应能力；最终实验也表明了本发明具有很好的工程实用价值。

需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于障碍李雅普洛夫函数的永磁电机自适应控制方法，进而克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的电机安全性不高与负载适应能力不强的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种基于障碍李雅普洛夫函数的永磁电机自适应控制方法，包括以下步骤：

步骤S10，测量永磁同步电机的转子的位置、转速与三相电流中两相电流，并对两相电流进行坐标变换。

步骤S20，采用速度检测传感单元测量永磁同步电机转子转速信号，根据电机任务，设定期望转速信号，然后采用转子转速信号与期望转速信号比较得到转速误差信号，并设置两个李雅普洛夫函数速度障碍点，并求解绝对值转速障碍误差信号与非线性转速障碍误差信号，然后根据两个李雅普洛夫函数速度障碍点与转速误差信号、绝对值转速障碍误差信号进行分段切换积分，分别得到绝对值转速障碍误差上积分、绝对值转速障碍误差中积分、绝对值转速障碍误差下积分信号；再根据两个李雅普洛夫函数速度障碍点与转速误差信号、绝对值转速障碍误差信号与非线性转速障碍误差信号进行分段切换积分，分别得到非线性转速障碍误差上积分、非线性转速障碍误差中积分、非线性转速障碍误差下积分信号。

步骤S30，采用所述的转速误差信号叠加绝对值转速障碍误差信号、绝对值转速障碍误差上积分、绝对值转速障碍误差中积分、绝对值转速障碍误差下积分信号形成d轴电流期望信号，并与经过Prak变换后得到两相旋转坐标系d轴定子电流信号进行比较，得到d轴电流误差信号；采用d轴电流误差信号通过一阶滤波器得到d轴电流误差一阶滤波信号；同时将d轴电流误差信号通过二阶微分整流器，得到d轴电流误差二阶微分整流信号；对d轴电流误差信号进行柔化变换得到d轴电流误差柔化信号，对d轴电流误差信号进行非线性变换得到d轴电流误差非线性信号；然后采用d轴电流误差信号、叠加d轴电流误差一阶滤波信号、d轴电流误差二阶微分整流信号、以及d轴电流误差柔化信号、d轴电流误差非线性信号形成q轴定子电压控制信号。