【技术实现步骤摘要】
一种PMLSM时变系统扰动观测方法、系统及应用
[0001]本专利技术属于伺服系统扰动观测
，尤其涉及一种PMLSM时变系统 扰动观测方法、系统及应用。
技术介绍
[0002]目前，随着对高速/高精度直线运动系统的需求，PMLSM(Permanent magnetlinear synchronous motor，永磁同步直线电机)已在众多工业场景中得到应用， 如及半导体制造、数控机床等。在实际PMLSM控制系统中，电流控制的性能 表现是决定控制系统性能的关键因素。因此，为实现高精度位置定位及高动态 电流响应性能，众多电流控制方法得以被提出。其中，滞环控制、PI (proportional
‑
integral，比例
‑
积分)控制及预测控制是被应用最广泛的几种控制 方法。
[0003]相较于传统的滞环控制与PI控制，预测控制的稳态及动态性能表现更佳。 然而，电流预测控制对电机参数及模型依赖性强，模型参数的不匹配会使计算 的电压参考值偏离其期望值。此外，数字控制系统的控制延迟，如采...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种PMLSM时变系统扰动观测方法，其特征在于，所述PMLSM时变系统扰动观测方法包括：构建包含电机参数失配及未建模动力学的PMLSM系统动力学模型，并引入测量噪声及迭代噪声两项时变扰动；相对于直线电机控制周期，参数扰动及未建模动力学引起的扰动为缓变量，测量噪声及过程噪声为时变量；将所有缓变项视为系统集总扰动，并扩张n阶导数为系统状态进行建模；在所述扩张状态模型中引入时变项，通过设计卡尔曼滤波器对系统扰动进行观测。2.如权利要求1所述PMLSM时变系统扰动观测方法，其特征在于，所述所述PMLSM时变系统扰动观测方法包括以下步骤：步骤一，将系统扰动分为缓变项和时变项，将电机参数失配和未建模动力学等缓变项视为系统集总扰动；步骤二，求取所述集总扰动1～n阶导数，并作为系统扩张状态进行建模；步骤三，在所述系统扩张状态模型中引入测量噪声及迭代噪声两项时变量；步骤四，针对所述引入时变扰动项的系统扩张状态模型，设计卡尔曼滤波器，并通过仿真确定增益参数选取范围。3.如权利要求2所述PMLSM时变系统扰动观测方法，其特征在于，所述所述步骤一中的系统扰动为：D(k)＝f(ΔR
s
,ΔL
s
,Δψ
f
,ε,ω,υ)；其中，ΔR
s
为绕组电阻误差，ΔL
s
为定子电感误差，Δψ
f
为永磁磁链误差，ε为未建模动力学误差，ω为迭代噪声，υ为测量噪声；以伺服系统控制周期为基准，前四项为电机参数误差，为缓变扰动；后两项为噪声误差，为时变扰动；所述包含缓变扰动项的PMLSM系统模型为：其中，u
d
/u
q
和i
d
/i
q
分别为d/q轴定子电压及电流，R
s
和L
s
分别为绕组电阻及定子电感，ψ
f
为永磁磁链，ω
e
＝πv/τ为电角速度，其中v为动子线速度，τ为极距；下角标“o”表示参数标称值，f
d
,f
q
表示由于参数失配和未建模动力学等缓变扰动引起的集总扰动，通过下式计算：其中，R
s
＝R
so
+ΔR
s
，L
s
＝L
so
+ΔL
s
，ψ
f
＝ψ
fo
+Δψ
f
，ε
d
/ε
q
分别为d/q轴集总未建模动力学。4.如权利要求2所述PMLSM时变系统扰动观测方法，其特征在于，所述所述步骤二中，所述集总扰动为通过泰勒展开为：
其中，n为阶数，a
j
(j＝0,1,
…
,n
‑
1)为多项式系数，η(t)为具有较小且有界连续时间导数的残差部分，忽略不计；根据集总扰动泰勒展开式，集总扰动1～n阶导数表示为：故所述扩张状态模型表示为：5.如权利要求2所述PMLSM时变系统扰动观测方法，其特征在于，所述所述步骤三中，基于实际数字控制系统中逆变器的零阶保持特性，所述扩张状态模型改写为离散形式：其中，T
s
为采样时间，k为离散采样时刻；所述引入时变扰动的扩张状态模型在离...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋宝，钟靖龙，唐小琦，周向东，张泽之，吉文博，吴玉泉，刘楷文，许峻铭，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。