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专利号: 2022102917537
申请人: 湖南工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-11-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种永磁同步电机滑模控制方法,永磁同步电机速度由滑模速度控制器控制,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,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和系数μ2为速度滑模控制的指数趋近率系数,且μ1>0,μ2>0;

负载转矩观测器为

其中, 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;

kg是负载转矩观测器的滑模增益且按照

进行选择,其中α≥1, 为负载转矩观测误差。

2.如权利要求1所述的永磁同步电机滑模控制方法,其特征在于,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的方法是:步骤㈠、计算

步骤㈡、判断 是否大于转矩变化比较阈值ε;当 大于转矩变化比较阈值ε时,取反馈增益g等于gmin;当 小于等于转矩变化比较阈值ε时,取反馈增益g等于gmax;

步骤㈢、负载转矩观测器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其中,ε>0;gmax为反馈增益高值,gmin为反馈增益低值,且gmin<gmax<0。

3.如权利要求2所述的永磁同步电机滑模控制方法,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,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;所述n≥20,5≤m≤0.5n;

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。

4.如权利要求1所述的永磁同步电机滑模控制方法,其特征在于,1≤α≤5。

5.如权利要求1所述的永磁同步电机滑模控制方法,其特征在于,检测永磁同步电机的转子位置θ、和三相电流ia、ib和ic;依据三相电流ia、ib和ic对永磁同步电机进行Clark变换得到在α‑β轴坐标系下的电流iα、iβ,依据电流iα、iβ和转子位置θ进行Park变换,得到在d‑q轴坐标系下的电流id、iq。