1.一种基于等价输入干扰的永磁同步电机混沌抑制方法,其特征在于:包括以下步骤:S101:设置永磁同步电机的期望转速r(t),并对永磁同步电机系统模型添加控制输入电压,得到永磁同步电机系统混沌模型,如公式(1)所示:上式中,ud和uq分别为d轴和q轴的输入电压;x1,x2,x3为状态变量,为d轴电流,为q轴电流, 为转子角频率;Lq为q轴电感;R为电阻;ψr为磁链;β为黏性阻尼系数;J为电磁转矩;P为极对数;TL=αcos(2πfτ)Nm,为负载转矩,在负载转矩频率f或幅值α在一定范围 内变化时 ,会产 生混沌 ;所 述永磁同 步电 机 系统模型为 :S102:采用基于等价输入干扰方法的控制器,对永磁同步电机系统混沌模型中的干扰项进行估计,得到估计的与系统干扰项等价的扰动信号 和 所述扰动信号 和分别为与公式(1)各表达式中的干扰项: 对应的扰动信号 x2x3对应的扰动信号 和 对应的扰动信号
S103:根据期望转速r(t)和扰动信号 和 计算得到基于等价输入干扰的闭环系统控制输入ud和uq;并将得到的ud和uq作为永磁同步电机的最终输入电压;ud和uq的表达式如公式(2)所示:上式中, ω为实际转速,可通
过测量得到;iq为永磁同步电机的q轴电流,可通过测量得到;Kp1、Kv1、Kp2和Kv2为PI控制器的控制参数,为预设值;τ=λt,λ为时间常数,为预设值;
2.如权利要求1所述的一种基于等价输入干扰的永磁同步电机混沌抑制方法,其特征在于:步骤S101中,建立永磁同步电机系统模型的步骤包括:S201:利用与转子同步运转的d-q轴下的Park方程表示永磁同步电机电流环与速度环的动态方程,如公式(3)所示:上式中,id、iq和ω为状态变量;id、iq和ω为线性化之前的d轴电流、q轴电流和转速;ud为d轴输入电压;uq为q轴输入电压;Ld为d轴电感;Lq为q轴电感;R为电阻;ψr为磁链;β为黏性阻尼系数;J为电磁转矩;P为极对数;TL为负载转矩;
S202:利用公式(4)对永磁同步电机Park方程进行线性化,得到永磁同步电机系统方程,如公式(5)所示:上式中, t和τ与
步骤S101及步骤S103中的t和τ表示的含义相同;
S203:根据实际系统对永磁同步电机系统方程参数进行具体化,得到:并基于同步气隙对永磁同步电机系统方程进行分析,即ud=uq=0,得到如公式(6)所示的永磁同步电机系统模型:
3.如权利要求1所述的一种基于等价输入干扰的永磁同步电机混沌抑制方法,其特征在于:步骤S102中,利用PI控制器对永磁同步电机的q轴电流和永磁同步电机的转速进行控制;所述PI控制器包括:第一PI控制器和第二PI控制器;所述第一PI控制器用于对q轴电流进行跟踪控制,第二PI控制器用于对转速进行跟踪控制。
4.一种基于等价输入干扰的永磁同步电机混沌抑制系统,其特征在于:包括以下模块:系统模型建立模块,用于设置永磁同步电机的期望转速r(t),并对永磁同步电机系统模型添加控制输入电压,得到永磁同步电机系统混沌模型,如公式(7)所示:上式中,ud和uq分别为d轴和q轴的输入电压;x1,x2,x3为状态变量,为d轴电流,为q轴电流, 为转子角频率;Lq为q轴电感;R为电阻;ψr为磁链;β为黏性阻尼系数;J为电磁转矩;P为极对数;TL=αcos(2πfτ)Nm,为负载转矩,在负载转矩频率f或幅值α在一定范围 内变化时 ,会产 生混沌 ;所 述永磁同 步电 机 系统模型为 :混沌抑制模块,用于采用基于等价输入干扰方法的控制器,对永磁同步电机系统混沌模型中的干扰项进行估计,得到估计的与系统干扰项等价的扰动信号 和 所述扰动信号 和 分别为与公式(7)中各表达式中的干扰项: 对应的扰动信号x2x3对应的扰动信号 和 对应的扰动信号
电压输出模块,用于根据期望转速r(t)和扰动信号 和 计算得到基于等价输入干扰的闭环系统控制输入ud和uq;并将得到的ud和uq作为永磁同步电机的最终输入电压;ud和uq的表达式如公式(8)所示:上式中, ω为实际转速,可通过
测量得到;Iq为永磁同步电机的q轴电流,可通过测量得到;Kp1、Kv1、Kp2和Kv2为PI控制器的控制参数,为预设值;τ=λt,λ为时间常数,为预设值;
5.如权利要求4所述的一种基于等价输入干扰的永磁同步电机混沌抑制系统,其特征在于:系统模型建立模块中,建立永磁同步电机系统模型,包括以下单元:Park单元,用于利用与转子同步运转的d-q轴下的Park方程表示永磁同步电机电流环与速度环的动态方程,如公式(9)所示:上式中,id、iq和ω为状态变量;id、iq和ω为线性化之前的d轴电流、q轴电流和转速;uq为q轴输入电压;Ld为d轴电感;Lq为q轴电感;R为电阻;ψr为磁链;β为黏性阻尼系数;J为电磁转矩;P为极对数;TL为负载转矩;
线性化单元,用于利用公式(10)对永磁同步电机Park方程进行线性化,得到永磁同步电机系统方程,如公式(11)所示:上式中, t和τ与
系统模型建立模块和电压输出模块中的t和τ表示的含义相同;
具体化单元,用于根据实际系统对永磁同步电机系统方程参数进行具体化,得到:并基于同步气隙对永磁同步电机系统方程进行分析,即ud=uq=0,得到如公式(12)所示的永磁同步电机系统模型:
6.如权利要求4所述的一种基于等价输入干扰的永磁同步电机混沌抑制系统,其特征在于:混沌抑制模块中,利用PI控制器对永磁同步电机的q轴电流和永磁同步电机的转速进行控制;所述PI控制器包括:第一PI控制器和第二PI控制器;所述第一PI控制器用于对q轴电流进行跟踪控制,第二PI控制器用于对转速进行跟踪控制。