1.一种双凸极永磁记忆电机的自适应超扭曲滑模控制方法,其特征在于,包括,首先设计滑动面,然后以此设计超扭曲控制器函数和非奇异终端滑模函数,从而能将双凸极永磁记忆电机受控状态驱动到滑动面中,并在有限的时间内进入平衡点;
首先,双凸极永磁记忆电机的动力学方程式表示为,
式(1)中,Δp1和Δp2分别为双凸极永磁记忆电机控制系统的模型不确定总和和外界扰动的总和,x1为可测状态向量,f1(t,x1)为含有电机位置信息和时间信息的非线性向量未知函数,G1为设计的正常数,t为时间量;
然后,根据自适应超扭曲滑模控制方法,给出滑模控制的滑动面函数σ和滑动面控制器函数u,使得双凸极永磁记忆电机控制系统快速达到所需性能,其受控状态便可进入滑动面;
设计滑动面函数σ(x1)为
σ(x1)=λ2x1+k (2)
式(2)中,λ2和k为正常数,将式(2)带入到双凸极永磁记忆电机的动力学方程式(1)中,并对σ(x1)求导,得到σ(x1)的时间导数 为滑动面控制器函数用于在有限的时间内将系统,在经过一定干扰后,仍然能驱动到指定的滑动面函数中;并将所提出的滑动面控制器函数u设计为式(4)中,Gα和Gβ分别表示双凸极永磁记忆电机α和β方向的径向力, 和 分别表示Gα和Gβ的转置矩阵,ur、uf、ue和分别表示输入量、反馈量和误差。
2.根据权利要求1所述的一种双凸极永磁记忆电机的自适应超扭曲滑模控制方法,其特征在于,双凸极永磁记忆电机在运行时,由于多工况扰动、负载因素变化的不确定因素会导致系统的稳定性下降;因此,在考虑到外界干扰的影响下,依据超扭曲控制方法,在式(2)滑动面函数σ(x1)的基础上,更新一个非奇异终端滑模函数s,如式(5)所示,a bs=e1+α1|e1|sgn(e1)+α2|e2|sgn(e2) (5)为了达到非奇异终端滑模函数稳定的条件,令 得到式(6)的超扭曲控制器函数iq,式(6)中,l1为摩擦系数,eq和ed分别是α和β方向的径向力跟踪误差;Ld、Lq分别为d轴和q轴电感,R为定子电阻,np为电机极对数,id、iq分别表示d轴和q轴电流,v为电机的速度,φf为磁链,τ为极距;
以此式(6),构造李雅普诺夫函数V1
对V1求取导数,将设计的超扭曲控制器函数iq代入式(7)李雅普诺夫函数V1的导数中得到,式(8)中,e1为输入信号是位置跟踪误差矢量,∫sgn(s)dt是滑模变量的积分值,α是滑动模态的非线性间断函数,sgn(s)是非奇异终端滑模函数s的符号函数,L1和L2均为自适应增益;由于 是负半定的,因此 时,能够保证系统的全局渐近稳定性,由此能够证明整个双凸极永磁记忆电机控制系统是渐近稳定的。