1.一种基于调磁脉冲的磁通可调电机自适应滑模控制系统,包括磁通可调电机(1)、电压检测模块(15)、电流检测模块(3)、正负脉冲检测模块(7)、双桥臂桥式逆变电路模块(8)、abc/αβ坐标变换模块(4)、dq/αβ坐标变换模块(13)、αβ/dq坐标变换模块(5)、锁相环模块(9)、转速环调节器模块(10)、d轴电流环调节器模块(12)、q轴电流环调节器模块(11)、SVPWM模块(14)以及逆变器模块(2);其特征在于,还包括自适应滑模观测器模块(6),所述磁通可调电机(1)与所述电流检测模块(3)连接,电流检测模块(3)的输出端与abc/αβ坐标变换模块(4)输入端连接,所述abc/αβ坐标变换模块(4)输出端分别与所述自适应滑模观测器模块(6)、αβ/dq坐标变换模块(5)输入端连接,所述自适应滑模观测器模块(6)输出端与所述锁相环模块(9)输入端连接,所述锁相环模块(9)的转速观测值输出端还与所述转速环调节器模块(10)输入端连接,所述锁相环模块(9)的转子位置观测值输出端与所述αβ/dq坐标变换模块(5)、dq/αβ坐标变换模块(13)连接;锁相环模块(9)的脉冲个数输出端与双桥臂桥式逆变电路模块(8)连接,正负脉冲检测模块(7)输出端与自适应滑模观测器模块(6)输入端连接;
所述αβ/dq坐标变换模块(5)输出端、所述转速环调节器模块(10)输出端均与q轴电流环调节器模块(11)输入端连接,所述αβ/dq坐标变换模块(5)输出端还与所述d轴电流环调节器模块(12)输入端连接,所述d轴电流环调节器模块(12)、q轴电流环调节器模块(11)输出端与所述dq/αβ坐标变换模块(13)连接,所述dq/αβ坐标变换模块(13)输出端均与SVPWM模块(14)、自适应滑模观测器模块(6)连接,所述SVPWM模块(14)的控制输出端与所述逆变器模块(2)连接,所述逆变器模块(2)驱动所述磁通可调电机(1);
所述自适应滑模观测器模块(6)中设置有如下自适应调节策略:
自适应参数λ经正脉冲数n1,负脉冲数n2调节后,为:
λ=λ0+n1Δλ‑n2Δλ
其中,λ0为自适应律初始参数,Δλ为自适应律参数变化量;将调节后的自适应参数λ输入到自适应滑模观测器模块中;对电机的扩展反电势微分得:式中,ωe为电角速度;ψf为永磁体磁链;θe为电机转子的位置角;设计自适应滑模观测器模块中反电动势自适律如下式所示:式中,为电机转速估计误差,即 λ为调节后的自适应律参数。
2.根据权利要求1所述的一种基于调磁脉冲的磁通可调电机自适应滑模控制系统,其特征在于,所述锁相环模块(9)估计转子位置和转速具体设计如下:(1)锁相环模块(9)输出的电机反电势差ΔE为:
k=‑ωeψf
(2)电机转子位置和速度检测单元的闭环传递函数和位置估计误差传递函数分别为:锁相环的输入 是斜坡信号,则锁相环稳态误差为:
最后,通过调节所述锁相环模块的PI参数ki、kp准确的估算出电机转子位置和速度信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于调磁脉冲的磁通可调电机自适应滑模控制系统,其特征在于,abc/αβ坐标变换模块(4)表达式为:
4.根据权利要求1所述的一种基于调磁脉冲的磁通可调电机自适应滑模控制系统,其特征在于,αβ/dq坐标变换模块5为
5.一种基于权利要求1至4任一所述的基于调磁脉冲的磁通可调电机自适应滑模控制系统的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:根据磁通可调电机调磁绕组中正负脉冲检测模块输出n1个正脉冲数,n2个负脉冲数,调节磁通可调电机的自适应律参数λ,并将λ输入到磁通可调电机的自适应滑模观测器模块中;
步骤2:基于磁通可调电机模型,采用自适应滑模观测器模块(6)获得磁通可调电机两相静止坐标下的α轴的等效反电势观测值 和β轴的等效反电势观测值步骤3:α轴等效反电势观测值 β轴等效反电势观测值 输入到锁相环模块,估算出转子位置观测值 和转速观测值步骤4:将转子位置观测值 分别输至dq/αβ坐标变换模块和αβ/dq坐标变换模块,并且将得到的转速观测值 反馈到转速输入端与ω比较后输入给转速环调节器模块,经转速环*调节器模块调节后得到电流iq;
步骤5:经αβ/dq坐标变换模块输出的电流id和iq,电流id与d轴电流给定参考值idef比较* *后输入到d轴电流环调节器模块,输出d轴电压ud;转速环调节器模块输出的电流iq与电流*iq比较后输入到q轴电流环调节器模块,输出q轴电压uq;
* *
步骤6:电压指令ud 和uq经过dq/αβ坐标变换模块,得到两相静止坐标系下的电压指令uα和uβ,将电压指令uα和uβ输入到SVPWM模块中,输出PWM驱动信号,再经过逆变器模块驱动磁通可调电机。