【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电机摩擦力矩补偿方法。特别是涉及一种滑模复合控制的表贴式永磁同步电机摩擦力矩补偿方法。
技术介绍
1、近年来，随着先进制造领域中的高精度数控机床在国防工业广泛应用。而伺服系统作为高精度数控机床的重要组成部分，并且作为满足系统输出能够准确跟踪的控制系统，其动静态性能影响着数控机床的定位精度。永磁同步电机以效率高、体积小的优点逐渐取代其他电机在伺服领域内得到广泛运用。在永磁同步电机低速伺服控制中，由于摩擦力在低速和零速下表现出强非线性，导致伺服系统在低速工作的状态下出现不平稳现象。即当系统运行速度低于一定值时，系统运动出现脉动现象，该现象又称作低速爬行。该现象导致伺服系统无法准确的按照给定指令和轨迹运动，使系统出现较大的位置误差，影响系统的控制精度。
2、摩擦作为一个非线性函数，使用传统的线性控制策略可能会导致非预期的行为、性能下降、稳定性问题以及非最优控制。在处理非线性系统时，通常需要使用更为复杂的非线性控制方法来解决这些问题。因此使用滑模控制策略是可行的方法，滑模控制能够克服系统的不确定性,对干扰和未建模动态具有很强的鲁棒性，尤其是对非线性系统的控制具有良好的控制效果。但是滑模控制会导致系统产生抖振的现象，同时由于摩擦力矩这一非线性项影响控制器并不能完全的补偿。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是，为克服现有技术的不足，提供一种用于表贴式永磁同步电机低速运行时的摩擦力矩补偿的滑模复合控制的表贴式永磁同步电机摩擦力矩补偿方法。
3、1)使用lugre摩擦模型表示表贴式永磁同步电机运行时存在的摩擦力矩tf；
4、2)基于改进的幂次趋近律设计新型滑模控制器；
5、3)将转子位置角参考值θ*和光电编码器转子位置角反馈值θm，经过新型滑模控制器调节得到q轴电流参考值基于表贴式永磁同步电机id＝0控制，得到d轴电流参考值
6、4)构建用于摩擦力矩补偿的降维观测器的观测方程；
7、5)将光电编码器测量得到的转子机械角速度ωm，与转子机械角速度参考值ω*和反馈的q轴电流iqm，经过降维观测器的观测方程调节得到对应摩擦力矩的电流补偿量将得到的q轴电流参考值iq*与电流补偿量相减，得到补偿后的q轴电流参考值
8、6)通过传感器检测到电机定子abc三相电流ia、ib和ic经过派克变换得到反馈的电机定子d、q轴电流idm、iqm，用d轴电流参考值和补偿后的q轴电流参考值分别对应减去反馈的电机定子d、q轴电流idm、iqm，将两个差值分别经过两个比例积分控制器，并对比例积分控制器输出进行限幅后分别得到d、q轴电压的参考值
9、7)采用电压空间矢量调制策略，在当前周期根据比例积分控制器输出并限幅后的d、q轴电压的参考值和转子位置角反馈值θm，来计算驱动电压源型两电平逆变器的6路pwm脉冲的占空比，然后经电压源型两电平逆变器的驱动电路输出6路pwm波脉冲发送到电压源型两电平逆变器6个功率器件的门极，使电压源型两电平逆变器d、q轴输出电压的参考值电压的参考值作用于电机上使得电机的摩擦力矩得到有效补偿。
10、本专利技术的滑模复合控制的表贴式永磁同步电机摩擦力矩补偿方法，针对由于摩擦力矩导致滑模控制器控制中对摩擦力矩补偿存在误差的问题，并且考虑到永磁同步电机输出的位置信息和速度信息可以通过高精度编码器精确得到，因此通过降维观测器单独对摩擦力矩进行观测，并以电流形式反馈补偿摩擦力矩带来的扰动。同时使用降维观测器相较于其他观测器有着较少的计算量，并且利用光电编码器反馈的转速作为输入相较于其他观测器观测出来的摩擦力矩值有着更高的精度，补偿的电流值也更准。本专利技术是在分析表贴式永磁同步电机低速运行时存在摩擦力矩的基础上提出的，能够提高系统的位置跟踪精度，并且有着强鲁棒性。本专利技术有效降低了滑模控制中摩擦造成的位置误差，并且使用降维观测器降低了观测器算法的计算量，同时保证了系统的稳定性，对伺服系统控制精度具有重要意义。
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1.一种滑模复合控制的表贴式永磁同步电机摩擦力矩补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的滑模复合控制的表贴式永磁同步电机摩擦力矩补偿方法，其特征在于，步骤2)所述的新型滑模控制器的方程如下：
3.根据权利要求1所述的滑模复合控制的表贴式永磁同步电机摩擦力矩补偿方法，其特征在于，步骤4)所述的降维观测器观测方程构建过程如下：
【技术特征摘要】
1.一种滑模复合控制的表贴式永磁同步电机摩擦力矩补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的滑模复合控制的表贴式永磁同步电机摩擦力矩补偿方法，其特征在于，步...
【专利技术属性】
技术研发人员：谷鑫，钟春云，王志强，金雪峰，张国政，陈炜，李新旻，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：
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