[发明专利]一种高压断路器直线电机操动机构的自抗扰控制器

摘要

本发明涉及一种高压断路器直线电机操动机构的自抗扰控制器，其特征在于该控制器包括自抗扰位置模块、自抗扰速度模块，所述的自抗扰位置控制模块与自抗扰速度控制模块串联，自抗扰位置控制模块的输出作为自抗扰速度控制模块的给定速度输入，所述的自抗扰位置控制模块和自抗扰速度控制模块由跟踪微分器、非线性扩张状态观测器和非线性误差反馈控制率构成。本发明将非线性自抗扰技术应用于高压断路器操动机构的控制中，提高响应速度，减小冲击力，延长触头电气寿命；系统设计成三闭环系统，位置环和速度环采用自抗扰控制技术，可以实时抑制推力纹波扰动、摩擦扰动，减小端部效应对电机出力影响，解决操动机构动态性能与超调性之间的矛盾。

主权项

一种高压断路器直线电机操动机构的自抗扰控制器，其特征在于该控制器包括：自抗扰位置控制模块、自抗扰速度控制模块、iq电流调节器和id电流调节器，自抗扰位置控制模块、自抗扰速度控制模块和iq电流调节器依次串接，构成解耦控制的iq支路，id电流调节器单独构成解耦控制的id支路，自抗扰位置控制模块的输出作为自抗扰速度控制模块的给定速度输入，所述的自抗扰位置控制模块和自抗扰速度控制模块由跟踪微分器、非线性扩张状态观测器和非线性误差反馈控制率构成；自抗扰位置控制模块和自抗扰速度控制模块可以集成为一个集成自抗扰控制模块，所述的集成自抗扰控制模块的非线性扩张状态观测器模型是其中β1、β2、β3是可调参数，x是光栅尺反馈的位置信号，b是控制模块参数，z1是动子位置x跟踪量，z2是z1微分信号，z3是对系统误差的跟踪，α1、α2是非线性因子，δ是滤波因子，均属于常数集，为自抗扰控制模块输出电流信号，τ是直线电机极距，m是动子质量，np为极对数，Ψd是永磁磁链，fal表示非线性函数，iq*表示q轴电流参考值。