申请/专利权人：浙江理工大学

申请日：2022-01-17

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN115250085B

主分类号：H02P21/00

分类号：H02P21/00;H02P21/13;H02P25/022

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2022.11.15#实质审查的生效;2022.10.28#公开

摘要：本发明公开了一种基于超扭滑模观测器的互补终端滑模速度控制方法、系统、设备及存储介质。首先建立永磁同步电机的数学模型，设计新型变幂次趋近律来替代传统互补滑模中的切换控制。根据系统的状态变化，趋近律幂次项会自动进行调整，从而抑制抖振。然后将传统互补滑模面与终端滑模相结合，设计了互补终端滑模控制方法，提高了收敛速度，加快了系统的响应速度。最后，采用超扭滑模观测器对系统受到的总扰动进行观测，再通过计算补偿电流来对系统进行补偿，减小了扰动对系统的影响，进一步加强了系统的鲁棒性和抗干扰能力。

主权项：1.一种基于超扭滑模观测器的互补终端滑模速度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：建立永磁同步电机PMSM的数学模型；在同步旋转d-q坐标系下，PMSM的动态数学模型为： 其中，ud、uq分别为电机的定子电压的d、q轴分量；id、iq分别为电机的定子电流的d、q轴分量；ω为转子电角速度；L为定子电感；pn为极对数；R为定子电阻；J为转动惯量；ψf为转子永磁磁链；B为阻尼系数；Kf为转矩系数；TL为负载转矩；步骤S2：设计新型变幂次趋近律；新型变幂次趋近律如下： 其中，s为滑模面变量，为滑模面变量的一阶导数；ε和k为趋近律的系数，且有ε＞0，k＞0；sgns为s的符号函数；b为幂次项的系数，且有0＜b＜1；|s|表示s的绝对值；步骤S3：根据所述PMSM的数学模型及所述新型变幂次趋近律，设计互补终端滑模速度控制器；PMSM的机械运动方程可改写为： 其中，An＝-BJ，Bn＝KfJ，Cn＝-1J，考虑到由于参数引起的不确定量和系统所受的外部扰动，上式可写为： 其中，ΔA、ΔB和ΔC为系统参数J和M所引起的不确定项；H为系统总不确定项，其中包括参数引起的不确定项和系统外部所受到的扰动，H表示为：H＝ΔAω+ΔBiq+Cn+ΔCTL假设H有界，即|H|≤ρ，其中ρ为一正常数；定义： 其中，ωref为转子设定电角速度，e为转子设定电角速度与转子实际电角速度的误差，u为控制器的输出，即PMSM的控制输入q轴电流；对e进行求导，则有： 将互补滑模和终端滑模技术相结合，形成互补终端滑模速度控制器；其中，广义终端滑模面设计s1如下： 其中，β为滑模面系数，0＜α＝om＜1，o和m均为正奇数，且o＜m；对s1进行求导，可得： 互补终端滑模面s2设计为： 对s2进行求导，可得： 定义两滑模面之和为s，结合上述定义可得： 根据所述PMSM的数学模型及所述新型变幂次趋近律，互补终端滑模速度控制律由等效控制律ueq和基于新型变幂次趋近律的切换控制律usw组成，如下：u＝ueq+usw 步骤S4：设计超扭滑模观测器；选择实际转速ω和总扰动H作为观测的状态变量，PMSM的一阶速度控制增广系统可写为： 其中，z1、z2分别代表实际转速和总扰动，即z1＝ω，z2＝H；设计超扭滑模观测器如下： 其中，分别为实际转速ω和总扰动H的观测值，即r1为实际转速与观测转测之间的误差，即k1、k2为观测器的系数，tanh为双曲正切函数；根据所述PMSM的一阶速度控制增广系统的公式和所述超扭滑模观测器的设计，可得到： 其中，r2代表的是实际扰动与估计扰动的误差，即步骤S5：将所述超扭滑模观测器观测到的扰动补偿到所述互补终端滑模速度控制器中，得到基于超扭滑模观测器的互补终端滑模速度控制律。

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权利要求：

百度查询： 浙江理工大学 互补终端滑模速度控制方法、系统、设备及存贮介质

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