【技术实现步骤摘要】
一种基于滑模观测器的无位置传感器控制策略
本专利技术涉及新能源应用
，具体而言，尤其涉及一种基于滑模观测器的无位置传感器控制策略。
技术介绍
基于滑模观测器的无位置传感器控制技术作为一种最大波能捕获控制算法，目前还未广泛应用在新能源领域。然而波浪能发电的关键技术就是提高波浪发电系统的功率捕获和能量转换效率，要想实现波浪能的最大波能捕获，需使波能转换系统的运动频率与海浪的运动频率相等，即达到共振来实现波浪能的最大波能捕获，而准确获取电机的动子位置进行实时控制在海浪能发电领域也就尤为重要。考虑到直线发电机的特性和波能转换系统的动力学模型，通过无位置传感器控制，改变能量传输系统的运动频率，达到最大的能量输出。在高性能海浪能系统中，一般通过在动子轴上安装机械式传感器来获得永磁直线发电机的速度和位置信息，以实现高性能的转速和位置闭环控制。传统的检测电机转速和位置多采用光电编码器或者旋转变压器等机械传感器。这些机械传感器在实际应用中存在许多问题：高精度、速度快的传感器成本较高；机械传感器安装在电机轴上，可能出现同轴度的问题...
【技术保护点】
1.一种基于滑模观测器的无位置传感器控制策略，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、建立直驱式波浪能发电装置的动力学模型；/nS2、将估计电流和定子实测电流之差作为切换函数，控制函数采用常值切换控制，采用自适应数字低通滤波器进行相移补偿，得到动子运动的函数；/nS3、设计滑膜面；/nS4、设计控制函数；/nS5、构建永磁直线发电机在α-β坐标下的数学模型；/nS6、设计滑膜观测器；/nS7、计算永磁直线发电机的位置估算值。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于滑模观测器的无位置传感器控制策略，其特征在于，包括如下步骤：
S1、建立直驱式波浪能发电装置的动力学模型；
S2、将估计电流和定子实测电流之差作为切换函数，控制函数采用常值切换控制，采用自适应数字低通滤波器进行相移补偿，得到动子运动的函数；
S3、设计滑膜面；
S4、设计控制函数；
S5、构建永磁直线发电机在α-β坐标下的数学模型；
S6、设计滑膜观测器；
S7、计算永磁直线发电机的位置估算值。
2.根据权利要求1所述的基于滑模观测器的无位置传感器控制策略，其特征在于，所述步骤S1具体实现方法为：
根据牛顿第二定律，海浪能发电能量传输系统的动力学方程为：
其中,fe为海浪激励力；fg为永磁直线电机产生的电磁力的反作用力；fr为浮子运动产生的辐射力；f0为摩擦力；fh为浮力；m为浮体的质量；m∞为附加质量；t为时间；a为发电机动子的位移；具体的：
浮力fh表示为：
fh＝-kha(t)(2)
其中,kh为海水浮力的等效弹性刚度；
流体粘度引起的摩擦力f0表示为：
其中R0代表摩擦阻力系数；
辐射力fr与频率和辐射阻尼引起的附加质量有关，表示为：
其中，hr表示产生的辐射力，通过分析波与浮子的相互作用，计算辐射函数；
卷积积分项表示为以下等式：
通过联立(1)-(5),波浪能转换系统的表达式表示为：
y(t)＝Ccx(t)
其中，表示海浪的速度；
基于采样时间Ts进行离散，得到:
x(k+1)＝Adx(k)+Bdu(k)+Ddw(k)
y(k)＝Cdx(k)
其中，Ac、Bc、Cc、Dc为波浪发电系统连续模型下所对应的参数矩阵；Ad、Bd、Cd、Dd为波浪发电系统离散模型下所对应的参数矩阵；
经过坐标变化换后，将永磁直线发电机的三相电通过以下方式表示：
其中，id和iq为dq轴的电流,为浮子的速度,Rg是定子绕组的电阻,Lg是同步电感,ε为永磁直线发电机的极距；
电磁力fg表示为:
其中，Ld和Lq是dq轴的同步电感,且是永磁直线电机的磁通；
从系统动力学中看，从海浪中提取的功率如下：
Pe(t)＝-fg(t)x2(t)
在采样时间Ts提取的能量输出为:
E(t)＝-Tsfgx2(t)
波浪能转换系统的经济阶段成本函数描述如下：
le＝Tsfgx2。
3.根据权利要求1所述的基于滑模观测器的无位置传感器控制策略，其特征在于，所述步骤S2中动子运动的函数，...
【专利技术属性】
技术研发人员：余明裕，王泊桦，李尚博，刘晗，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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