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专利号: 2021107942140
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种带有执行器饱和的永磁同步电机调速控制方法,其特征在于,设计过程如下:步骤1、建立永磁同步电机在d‑q轴坐标系下的数学模型;

步骤2、定义永磁同步电机的状态变量,建立系统的状态方程;

步骤3、设计滑模扰动观测器,将观测值进行前馈补偿;

步骤4、选择控制输出为速度偏差量,为转速环设计嵌套饱和控制器,得到复合控制器;

在所述步骤4中,针对系统状态方程(1),虚拟控制器u1设计为虚拟控制器 则电机电流iq=∫u1dt;其中x1、x2为系统状态变量,σεi(x)为饱和函数;

在所述步骤4中,针对虚拟控制器u1,k1,k2,ε1,ε2,ε3满足以下关系:k1>0,k2>0

定义饱和函数如下

在所述步骤4中,将观测到的扰动前馈补偿到虚拟控制器u1中,因此,得到的复合控制器其中, 为辅助变量,J为电机转动惯量。

2.根据权利要求1所述的一种带有执行器饱和的永磁同步电机调速控制方法,其特征在于,在所述步骤1中的永磁同步电机在d‑q轴下的模型为其中,id、iq分别为永磁同步电机定子绕组的d轴电流、q轴电流,ud、uq分别为d轴电压、q轴电压,R为定子电阻,TL为负载转矩,J为电机转动惯量,ω为电机机械角速度,B为摩擦系数,L为电机定子电感,ψf为电机的磁链,P为电机极对数,且kf=1.5Pψf为电机转矩常数,对整个系统采用id=0的矢量控制;

* *

在所述步骤2中,永磁同步电机的状态变量设为x1=ω‑ω , 式中ω为转子期望角速度;

根据上述公式,得系统状态方程如下

其中,虚拟控制器 A为常数, 为系统的集总扰动,且d(t)≤L,L为一个有界的正常数。

3.根据权利要求2所述的一种带有执行器饱和的永磁同步电机调速控制方法,其特征在于,在所述步骤3中的滑模扰动观测器的设计方法包括如下:其中,λ0,λ1,λ2,L都是正常数,v0,v1, 为辅助变量, 和 为系统状态变量x1和x2的观测值;经过有限时间,结合永磁同步电机状态方程,设计观测器设计具体如下:5

其中,λ0=1,λ1=2,λ2=4,L=10;

从理论上看,只要观测器收敛,就可以确定d(t)的界;但是,由于开始时的超调,需要一定的时间观测误差才会收敛,因此,直接用 估计d(t)的界是不准确的,这里采取的措施是:取 因为观测器的输出会在 后稳定。