一种基于自适应全阶位移观测器的直线振荡电机控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自适应全阶位移观测器的直线振荡电机控制方法,属于直线振荡电机频率控制和无位置传感器控制领域。包括构建全阶位移观测器；将系统等效弹簧弹性系数和等效阻尼系数作为待辨识参数，将全阶位移观测器作为可调模型，将电机本体作为参考模型；根据可调模型和参考模型误差构建误差状态方程；利用波波夫超稳定性理论，得到使误差状态方程收敛的运行上限截止频率和可调参数自适应率；使电机低于上限截止频率运行，将运行过程中测量得到的电机电流和电压信号输入全阶位移观测器，实现频率跟踪和位移控制。本发明专利技术方法可快速准确地同时实现直线振荡电机的谐振频率跟踪控制和无位置传感器控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自适应全阶位移观测器的直线振荡电机控制方法
本专利技术属于直线振荡电机频率控制和无位置传感器控制
，更具体地，涉及一种基于自适应全阶位移观测器的直线振荡电机控制方法。
技术介绍
传统往复式压缩机由旋转电机通过曲柄连杆驱动，与其相比，新型直线压缩机由直线振荡电机直接驱动，取消了曲柄连杆机构，因而具有体积小、噪声小、效率高等众多优点。而要充分发挥这些优势，必须针对直线振荡电机的运行特性，采用特殊的控制策略和控制技术，其中最重要的是谐振频率跟踪控制策略和无位置传感器控制技术。在谐振频率控制上，直线振荡电机的机械部分是活塞与机械谐振弹簧所组成的二阶阻尼振荡系统，存在一个与系统整体等效弹簧弹性系数相关的系统谐振频率点。理论分析表明，当电机运行频率等于系统谐振频率时，系统整体效率最高，节能效果最好。另外，直线压缩机所带负载为非线性的气体力，理论分析和实验均表明，该气体力负载可用气体等效弹簧弹性系数以及气体等效阻尼系数描述。当负载变化时，系统整体的弹簧弹性系数将发生改变，进而导致系统谐振频率变化，因此，必须采用谐振频率跟踪控制，以使工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于自适应全阶位移观测器的直线振荡电机控制方法，其特征在于，包括：/nS1.构建全阶位移观测器；所述全阶位移观测器用于观测直线振荡电机动子位移；/nS2.模型参考自适应参数辨识方法，将系统等效弹簧弹性系数和等效阻尼系数作为待辨识参数，代入全阶位移观测器构建可调模型，并将电机本体作为参考模型；/nS3.根据可调模型和参考模型的误差，构建误差状态方程；/nS4.利用波波夫超稳定性理论，得到使误差状态方程收敛的系统稳定运行上限截止频率和可调参数自适应率；所述可调参数自适应率以电流误差表示；/nS5.使电机低于上限截止频率运行，将运行过程中测量得到的电机电流和电压信号输入全阶位移观测器，利用全...

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应全阶位移观测器的直线振荡电机控制方法，其特征在于，包括：
S1.构建全阶位移观测器；所述全阶位移观测器用于观测直线振荡电机动子位移；
S2.模型参考自适应参数辨识方法，将系统等效弹簧弹性系数和等效阻尼系数作为待辨识参数，代入全阶位移观测器构建可调模型，并将电机本体作为参考模型；
S3.根据可调模型和参考模型的误差，构建误差状态方程；
S4.利用波波夫超稳定性理论，得到使误差状态方程收敛的系统稳定运行上限截止频率和可调参数自适应率；所述可调参数自适应率以电流误差表示；
S5.使电机低于上限截止频率运行，将运行过程中测量得到的电机电流和电压信号输入全阶位移观测器，利用全阶位观测器输出的观测位移对电机位移进行闭环控制，将观测器输出的观测谐振频率作为系统运行频率。


2.根据权利要求1所述的一种基于自适应全阶位移观测器的直线振荡电机控制方法，其特征在于，可调模型方程为：



其中，p表示微分算子，表示位移观测值、表示速度观测值、表示电流观测值，表示由参数自适应率计算得到的系统等效弹簧弹性系数估算值，表示由参数自适应率计算得到的系统等效阻尼系数估算值，m表示动子活塞质量，L表示电机定子电感，R表示电机定子电阻，ki表示电机推力系数，u表示输入电压，i表示定子电流，g1、g2、g3表示观测器反馈矩阵系数。


3.根据权利要求1或2所述的一种基于自适应全阶位移观测器的直线振荡电...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟，王启哲，李想，唐一融，刘毅，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42