1.一种永磁同步电机积分滑模控制系统,包括滑模速度控制器和负载转矩观测器,其特征在于,滑模速度控制器采用积分滑模控制方式;负载转矩观测器根据滑模速度控制器输出的负载转矩给定值的变化对反馈增益进行调整,依据转子角速度ω和电流iq对负载转矩进行观测,得到负载转矩观测值 负载转矩观测器输出的负载转矩观测值 被送至滑模速度控制器;
定义滑模速度控制器的状态变量为
*
其中,ω是转子角速度,ω 是给定转子角速度;滑模速度控制器的滑模面为sy=cyy1+y2,其中cy为滑模面参数,且cy>0;滑模速度控制器输出的负载转矩给定值 和q轴转矩电流给定值 为其中,J是转动惯量,p是电机极对数,ψf是永磁体磁链,B是摩擦系数;系数μ1、系数μ2、系数μ3、系数μ4为速度滑模控制的指数趋近率系数,且μ1>0,μ2>0,μ4>0,0<μ3<1;
负载转矩观测器为
其中, kW是负载转矩观测器的比例增益且要求kW<0; 是转子角速度估计值,g是负载转矩观测器的反馈增益且g<0;
负载转矩观测器根据滑模速度控制器输出的负载转矩给定值 的变化对反馈增益g进行调整的方法是:步骤㈠、计算
步骤㈡、判断 是否大于ε2;当 大于ε2时,取反馈增益g等于gmin并进入步骤㈤;
当ΔT小于等于ε2时,进入步骤㈢;
步骤㈢、判断 是否小于ε1;当 小于ε1时,取反馈增益g等于gmax并进入步骤㈤;
当 大于等于ε1时,进入步骤㈣;
步骤㈣、反馈增益g按照
进行计算后进入步骤㈤;
步骤㈤、负载转矩观测器依据反馈增益g的值对负载转矩进行观测,得到负载转矩观测值 滑模速度控制器进行控制运算,得到负载转矩给定值其中,ε1为转矩变化低限比较阈值,ε2为转矩变化高限比较阈值,且0<ε1<ε2;gmax为反馈增益高值,gmin为反馈增益低值,且gmin
2.如权利要求1所述的永磁同步电机积分滑模控制系统,其特征在于,选取gmin、gmax、ε1、ε2值的方法是:步骤1),负载转矩观测器和滑模速度控制器均处于稳态且保持给定转子角速度不变和负载转矩不变;
步骤2),令反馈增益g从一个较大值开始逐渐减小,例如,令反馈增益g从‑0.01开始逐渐减小,当负载转矩观测的稳态误差达到负载转矩观测稳态误差限值时,确定此时的反馈增益g值为gmax;
步骤3),保持给定转子角速度不变和负载转矩不变且令反馈增益g等于gmax,连续进行n次 值的测量,并将n次 测量中最大m个 测量值的平均值作为转矩变化比较阈值ε;
步骤4),微调改变反馈增益g,负载转矩观测器和滑模速度控制器均处于稳态时,保持给定转子角速度不变和令负载转矩突变,在保证负载转矩观测器输出观测值的转矩观测跟踪超调量处于转矩观测跟踪超调限值之内的前提下,测量负载转矩观测器的跟踪调节时间;
步骤5),重复步骤4),选择跟踪调节时间最短的反馈增益g值为gmin值;
步骤6),再次保持给定转子角速度不变和保持负载转矩不变且令反馈增益g等于gmin,连续进行n次 值的测量,并将此时n次测量中最大m个 值之和的平均值作为转矩变化高限比较阈值ε2;
所述n为大于等于20的整数,m为大于等于5且小于等于0.5n的整数。
3.如权利要求1所述的永磁同步电机积分滑模控制系统,其特征在于,比例增益kW按照进行选择;其中,TN是电机的额定转矩,β>0。
4.如权利要求3所述的永磁同步电机积分滑模控制系统,其特征在于,1≤β≤20。
5.如权利要求1所述的永磁同步电机积分滑模控制系统,其特征在于,还包括q轴电流控制器、d轴电流控制器、Clarke变换模块、位置与速度检测模块、Park变换模块、Park逆变换模块、SVPWM模块和三相逆变器。