1.一种基于串并联估计模型的永磁同步电机混沌模糊控制方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:建立永磁同步电机混沌模型,初始化系统状态、采样时间以及控制参数,过程如下:
1.1 永磁同步电机混沌模型的运动方程表达式为
其中, 与 为状态变量,分别为电机角速度、交轴定子电流及直轴定子电流; 与分别为直轴和交轴的定子电压,满足 为外部扭矩,满足 σ和γ为常值参数;
1.2 定义: 式(1)改写为
其中,u为控制律,y为系统输出信号;
1.3 将式(1)描述的系统分解为如下两个子系统
和
其中,式(4)认为是式(2)的内动态方程,只需设计控制器u,使得式(3)中的两个状态x1与x2收敛至零点;
步骤2:针对式(3),计算控制系统跟踪误差及滑模面,利用模糊系统逼近复杂非线性项,设计系统状态预测误差以及预测变量的变化律,设计虚拟控制量,并通过一阶低通滤波器输出,最后更新模糊系统权值,过程如下:
2.1 定义系统的角速度跟踪误差
其中,yr为期望轨迹,λ为常数,且λ>0;
2.2 为了逼近复杂的非线性不确定项σ(x2-x1)-x2,定义以下模糊系统其中, 为理想权重; ε1为模糊逼近误差,εN1为逼近误差上界,满足|ε1|≤εN1; 的表达式为
其中,μl(xj)为隶属度函数,其表达式为为常数,exp(·)为指数函数;
2.3 设计虚拟控制量
其中,k1为常数且满足k1>0, 为yr的一阶导数, 为 的估计值;
2.4 定义一个新的变量 让虚拟控制量 通过时间常数为τ2的一阶低通滤波器,得
2.5 定义滤波误差 为消除滤波误差对控制效果的影响,定义第一补偿信号z1,其变化律表达式为
其中,z2为第二补偿信号;
2.6 定义预测误差
其中, 为系统状态x1的预测值;
2.7 设计串并联估计模型
其中,β1为常数且满足β1>0
2.8 定义跟踪误差补偿信号v1=S1-z1 (13)
2.9 设计模糊系统权重估计值 的调节规律为
其中,δ1与rz1为常数,且δ1>0,rz1>0,γ1为对称正定矩阵;
步骤3:设计控制器输入,过程如下:
3.1 定义误差变量
3.2 为了逼近复杂的非线性不确定项-x2-x1x3+γx1,定义以下模糊系统
其中, 为理想权重; ε2为模糊逼近误差,εN2为逼近误差上界,满足|ε2|≤εN2;ψ(X2)=[ψ1(X2),ψ2(X2),…,ψ11(X2)]T,Ψl(X2)(l=1,2,…,11)的表达式为
3.3 设计控制器输入为u
其中,k2为常数且满足k2>0, 为 的估计值;
3.4 定义补偿信号z2,设计其变化律表达式
3.5 定义预测误差
其中, 为系统状态x2的预测值;
3.6 设计串并联估计模型
其中,β2为常数且满足β2>0;
3.7 定义跟踪误差补偿信号v2=s2-z2 (22)
3.8 设计模糊系统权重估计值 的调节规律为
其中,δ2,rz2为常数,且δ2>0,rz2>0,γ2为对称正定矩阵;
步骤4:设计李雅普诺夫函数
对式(24)进行求导得:
如果 则判定系统是稳定的。