具有时滞和扰动的永磁同步电机的自适应funnel动态面控制方法技术

本发明专利技术公开了具有时滞和扰动的永磁同步电机的自适应funnel动态面控制方法，首先，将改进的规定性能函数结合到控制器设计与修改的funnel变量，以将具有输出约束的永磁同步电机转换为无约束的永磁同步电机，具有比普通障碍Lyapunov函数更快的收敛速度。然后，通过一阶滤波器的动态面控制技术，对无约束系统设计了特定的控制器。其中，引入了扰动观测器和径向基函数神经网络来分别估计不匹配扰动和多种未知非线性。构造适当的Lyapunov

【技术实现步骤摘要】
具有时滞和扰动的永磁同步电机的自适应funnel动态面控制方法


[0001]本专利技术属于PMSM控制
，涉及一种具有时滞和扰动的永磁同步电机的自适应funnel动态面控制方法。

技术介绍

[0002]近几十年来，人们对广泛用于航空航天、国防和其他主要应用的永磁同步电机的反步控制产生了相当大的兴趣。尽管如此，上述的反步法解决方案仍然存在“复杂性爆炸”的问题。为了避免这个缺陷，Swaroop创建了一个与反步控制方法相结合的一阶滤波器，称为动态面控制。尽管动态面控制方法可以减少计算工作量，但各种非线性因素(如时滞、外部扰动和物理约束)在实际工业场景中无处不在，这可能会降低控制精度。因此，动态面控制解决方案需要与其他方案相结合，包括自适应控制、时滞控制、基于扰动观测器的控制和约束控制等方法，从而达到满意控制结果。
[0003]在自适应控制方法中，基于神经网络的控制方法由于其卓越的在线估计能力，能够对具有未知特性和不确定扰动的非线性系统进行高性能控制。例如，在矢量控制器中采用神经网络技术来评估不确定的解耦问题,提出了自适应神经网络方案来逼本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有时滞和扰动的永磁同步电机的自适应funnel动态面控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：(1)定义变量x1＝θ,x2＝ω,x3＝i
q
,x4＝i
d
，考虑到时滞和非对称输出约束，构建(d
‑
q)坐标系下永磁同步电机的动力学简化模型，得到如下式：其中x＝(x1,x2,x3,x4)
T
∈R4，f(t)＞0是已知的时变函数，x1(t)表示输出变量，ΔE表示外部扰动项，Δl
i
(x(t
‑
τ
i
)),i＝1,
…
,4为时滞项，ω为转子角速度，θ为转子角度，i
q
为q轴电流，i
d
为d轴电流，u
q
为q轴电压，u
d
为d轴电压，J为电机转动惯量，B为摩擦系数，为永磁通量，R
s
为电枢电阻，n
p
为极对数，L
q
为q轴定子电感，L
d
为d轴定子电感，T
L
为负载力矩；令常量参数：a2＝3n
p
(L
d
‑
L
q
)/2，b1＝
‑
R
s
/L
q
，b2＝
‑
n
p
L
d
/L
q
，b4＝1/L
q
，c1＝
‑
R
s
/L
d
，c2＝n
p
L
q
/L
d
，c3＝1/L
d
；其中x1受限于时变区域：设1、理想信号x
d
(t)及其i阶导数是连续有界的，状态约束函数f
11
(t),f
12
(t)及其j阶导数是连续有界的；引理1：对于任意函数f(η1,...,η
n
):都存在连续函数ω
i
(η
i
)＞0:满足对于初始值f(0,...,0)＝0ω
i
(0)＝0，也满足不等式根据引理1，存在连续的正函数ξ
ik
,i＝1,...,4将系统(2)中的时滞项Δl
i
(x(t
‑
τ
i
)),i＝1,...,4重新表示为根据杨氏不等式，有：引理2：对于任意实变量p,q和正实数m
i
,i＝1,2,3，以下不等式成立：引理3：对于σ＞0,存在集合Ω
e
:＝{e∈R:|e|≤0.2554σ}.那么，对于不等式1
‑
16tanh2(e/σ)＜0成立；设径向基神经网络为其中X＝[x1,x2,
…
,x
n
]
T
表示输入向量，代表径向基神经网络的期望权重向量，l＞1表示节点数，估计误差ψ(X)满足实现|ψ(X)|＜ψ
M
,其中ψ
M
为有界变量；P(X)＝[p1(x),p2(x),...,p
l
(x)]
T
是基函数的向量，其中p
i
(x)为通用高斯函数：
其中，ν
i
＝[ν
i1
,...,ν
im
]和χ
i
分别表示接受域中心和高斯函数的宽度；构造期望权重向量为：其中代表自适应权重矢量；使用变量的二范数来评估权重，因此，有：其中δ
i
表示未知变量，||
·
||表示
·
的二范数；(2)设计神经自适应funnel控制器首先选择funnel型函数：g(t)＝F
k
(f(t),G(t),||s1(t)||)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)其中F
k
(
·
)表示随时间变化的增益，G(t)代表缩放函数，f(t)表示funnel型边界曲线；||s1(t)||表示跟踪误差的二范数；使用规定性能函数f
*
(t)来描述预定义的性能：其中设计参数和π＞0；当满足以下条件时，系统的控制目标会实现：其中ω,表示正实数；根据式(4)、(12)和(13)，推断出规定性能函数的选择对跟踪性能的影响很大，并且：|s1(t)|＜ωf
*
(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(14)其中利用改进规定性能函数，提出一种基于式(12)的funnel控制：其中f0＞0代表边界函数f(t)的起始值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李梦晗，张钧星，李少波，吴封斌，张涛，周鹏，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：