[发明专利]一种基于无模型非奇异终端滑模控制永磁同步电机的方法及系统

摘要

本发明提出了一种基于无模型非奇异终端滑模控制永磁同步电机方法及系统，所采用无模型非奇异终端滑模控制方法与传统的PI控制器相比，能够减少控制器对系统模型的依赖，更加适用于永磁同步电机这类非线性系统，同时采用滑模观测器估算未知量，增强本发明方法的鲁棒性能；本发明的控制方法具有快响应速度及高控制精度，并且对永磁体失磁故障具有一定的容错控制功能，使得永磁同步电机在正常情况下或是永磁体失磁情况下均能够高效可靠运行。

主权项

1.一种基于无模型非奇异终端滑模控制永磁同步电机方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立永磁同步电机控制系统中转速环与电流环的超局部模型，具体表达为其中x＝[i_d i_q ω_e]^T，u＝[u_d u_q i_q]^T，α＝diag(α_d,α_q,α_ω)，F＝[F_d F_q F_ω]^T；其中α_d、α_q表示电机d轴与q轴电压系数，α_ω表示电机q轴电流系数；F_d、F_q表示电机d轴与q轴电流控制器中未知量，F_ω表示表示电机转子角速度控制器中未知量；步骤2：设计无模型非奇异终端控制器用于转速环与电流环，控制器状态误差e₁＝x^*‑x，e₁＝[e_d1 e_q1 e_ω1]^T，为给定目标参数矩阵；引入状态变量x₁＝∫e₁，x₂＝e₁，得到状态方程选取非奇异终端滑模面控制器表达为其中，为F的估计值，p，q均为正奇数且1＜p/q＜2，β＝diag(β₁,β₂,β₃)，β₁＞0，β₂＞0，β₃＞0为待设计的参数，η₁＞0，η₂＞0为待设计的参数。步骤3：设计滑模观测器观测F，滑模观测器具体表达：其中e₂＝[e_d2 e_q2 e_ω2]^T为观测器误差，为x的观测值，选取滑模面s₂＝e₂，k＝diag(k₁,k₂,k₃)＞0为待设计参数。