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专利号: 2021102325525
申请人: 山东交通学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种永磁线性马达的数据驱动快速终端滑模控制方法,其特征在于,包括,S1、建立包含有外部扰动的永磁直线电机模型,所述永磁直线电机模型以输入电流为控制信号;

S2、通过零阶保持器实现控制信号数字化,将S1的永磁直线电机模型离散化;

S3、在S2离散化后的永磁直线电机模型基础上,建立永磁直线电机的数据驱动模型;

S4、根据S3建立的永磁直线电机数据驱动模型,建立永磁直线电机控制器;

S5、通过所述S4建立的永磁直线电机控制器,以输入电流作为控制信号对永磁直线电机进行控制;

其中,所述S4中,永磁直线电机控制器的建立方法为,

建立离散时间快速终端滑模控制律,定义输出跟踪误差如下:e(k)=yγ(k)‑y(k)                                           (20)其中yγ(k)为期望输出;

将离散时间快速终端滑模面定义为,

α

s(k)=λ1e(k)+λ2sig(e(k‑1))                                 (21)得出:α α

其中sig(e(k))=sgn(e(k))·|e(k)|,sgn(·)表示符号函数,λ1>0,λ2>0,0<α<1。

2.根据权利要求1所述的永磁线性马达的数据驱动快速终端滑模控制方法,其特征在于,所述S1的永磁直线电机模型具体为如下二阶系统:其中x1(t)是线性位移,x2(t)是线速度,u(t)是控制信号,R是电阻,m是电机质量,kf是力常数,ke是反电动势;d(t)是外部扰动,包括摩擦力和波纹力。

3.根据权利要求2所述的永磁线性马达的数据驱动快速终端滑模控制方法,其特征在于,所述S2中,通过零阶保持器实现控制信号数字化,将S1的永磁直线电机模型离散化,具体为,令 则永磁直线电机模型为,

通过零阶保持器实现u(t)的数字化,在时间间隔[kT,(k+1)T]上u(t)=u(kT),其中T为+采样时间,其中k∈{0,1,2,…,}=Z ;x1,u和D分别定义为控制目标y,控制输入u和扰动D;当离散系统的采样时间T足够小时,则,

2 2

y(k+1)=2y(k)‑y(k‑1)‑aT(y(k)‑y(k‑1))+bTu(k‑1)‑TD(k‑1)      (7)其中,y(k)是k时刻永磁直流电机的输出位移,y(k+1)是k+1时刻永磁直流电机的输出位移,y(k‑1)是k‑1时刻永磁直流电机的输出位移,u(k‑1)为k‑1时刻永磁直流电机的控制电流,D(k‑1)为k‑1时刻永磁直流电机的扰动。

4.根据权利要求3所述的永磁线性马达的数据驱动快速终端滑模控制方法,其特征在于,所述S3,在S2离散化后的永磁直线电机模型基础上,建立永磁直线电机的数据驱动模型,所建立的数据驱动模型具体为,其中,Δu(k)为系统第k次控制电流值与第k‑1次控制电流值的差;φ(k)为|Δu(k)|≠

0时的伪偏导数;|φ(k)|≤b;D(k)为系统外部扰动,且|D(k)|≤D0,D0>0是一个常数;扰动项ΔD (k) ≠0,扰动项一 步延时的值为 扰动误差 为

5.根据权利要求4所述的永磁线性马达的数据驱动快速终端滑模控制方法,其特征在于,所述S3中,偏导数φ(k)的估计值为:当 或|Δu(k‑1)|≤ε时,

其中,μ>0,η∈(0,1], 表示φ(k)的估计值。

6.根据权利要求1所述的永磁线性马达的数据驱动快速终端滑模控制方法,其特征在于,对于所述永磁直线电机控制器设计鲁棒控制器如下:eq sw

将等效控制Δu (k)与切换控制Δu (k)组合给出总控制律:其中λs是切换控制增益,且满足λs>0。

7.一种电子设备,其特征是,包括:一个或多个处理器、一个或多个存储器、以及一个或多个计算机程序;其中,处理器与存储器连接,上述一个或多个计算机程序被存储在存储器中,当电子设备运行时,该处理器执行该存储器存储的一个或多个计算机程序,以使电子设备执行上述权利要求1‑6 任一项所述的方法。

8.一种计算机可读存储介质,其特征是,用于存储计算机指令,所述计算机指令被处理器执行时,完成权利要求1‑6 任一项所述的方法。