【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及永磁同步电机控制，尤其是指一种永磁同步电机滑模调速方法和系统。
技术介绍
1、永磁同步电机(pmsm)因其具有高效率、低能耗、功率密度高、转矩大、噪声小及可靠性高等多重优势被广泛应用于风力发电、轨道交通、工业机床各个领域。传统的pi控制作为一种经典控制策略因其算法简单、稳定可靠在工业控制领域受到广泛应用，但因pmsm是一个非线性、强耦合、参数可能随时间变化的复杂系统，pi抗干扰能力不足，难以满足对高精度机床pmsm控制的要求。因此，滑模变结构控制、自适应控制、智能控制算法等新型控制算法开始被应用于pmsm的控制。其中滑模变结构控制因其响应速度快、抗扰动能力强等优点，被众多学者研究并应用到pmsm是控制中。然而，传统的滑模控制存在一个严重的问题，即当系统状态到达滑模面后，会产生对系统不利的抖振和超调，这些不稳定现象会降低系统的跟踪精度和动态性能。为了抑制系统的抖振，学者们提出了多种方法，陈才等基于传统指数趋近律，引入了变指数函数和终端吸引子，提高了系统趋近速度和抖动抑制能力。苗敬利等提出了一种改进的幂次指数趋近律，同时将模糊算法和自适应滑模控制结合起来，用模糊自适应方法优化了趋近律中的未知参数。王要强在幂次趋近律的基础上加入指数项，并且在幂次指数项的指数中引入状态变量，加快了系统在远离滑模面时的趋近速度，同时使系统更加平滑进入滑模面。
2、此外，实际pmsm控制系统中还存在很多干扰和非线性摩擦，对扰动的估计和补偿也是非常重要的一环。控制系统的扰动估计有很多方式，其中自适应算法以其能自动补偿扰动，所需假定条
3、综上所述，现有方法永磁同步电机滑模调速依然存在许多挑战，现有方法并不能真正有效解决系统抖振和超调的问题。
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中永磁同步电机滑模调速方法不能有效解决系统抖振和超调的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种永磁同步电机滑模调速方法，包括：
3、步骤s1：构建永磁同步电机的数学模型；
4、步骤s2：构建滑模面和新趋近律，根据所述滑模面、新趋近律和永磁同步电机的数学模型设计滑模控制器；
5、步骤s3：利用李雅普诺夫稳定性判据对滑模控制器的稳定性进行反推，并实现对永磁同步电机的负载扰动进行自适应估计，再将估计值补偿至所述滑模控制器，完成永磁同步电机的调速。
6、在本专利技术的一个实施例中，所述步骤s1中构建永磁同步电机的数学模型，方法包括：
7、永磁同步电机的转矩方程为：
8、te＝1.5p*ψfiq (1)
9、永磁同步电机的运动方程为：
10、
11、式中，iq为定子电流q轴分量；p*为电机极对数；ψf为永磁体与定子交链磁链；te为电磁转矩；tl为负载转矩；j为转动惯量；
12、所述转矩方程和运动方程构成永磁同步电机的数学模型。
13、在本专利技术的一个实施例中，所述步骤s2中构建滑模面和新趋近律，根据所述滑模面、新趋近律和永磁同步电机的数学模型设计滑模控制器，方法包括：
14、令e为电机期望转速w*和电机实际转速w的差值，设式(3)：
15、
16、定义滑模面函数：
17、
18、其中，q＞p＞0，且q，p都是奇数，λ为终端吸引子，c为积分项系数；
19、对滑模面求导得：
20、
21、将式(1)、式(2)、式(3)代入式(5)得到：
22、
23、设
24、
25、式(7)中的b为需要被估计的负载扰动，则设为b的估计值；
26、联立式(6)和式(7)得到控制律的数学表达式：
27、
28、设计新趋近律为：
29、
30、其中，a＞0，k1,k2＞0；
31、将式(9)代入式(8)，得到最终的控制律为式(10)，所述控制律为滑模控制器的电流表示形式；
32、
33、在本专利技术的一个实施例中，所述步骤s3中利用李雅普诺夫稳定性判据对滑模控制器的稳定性进行反推，并实现对永磁同步电机的负载扰动进行自适应估计，方法包括：
34、选取lyapunov函数：
35、
36、其中，根据李雅普诺夫稳定判据，若则滑模控制器稳定；
37、为证明联合式(6)与式(10)得出式(12)；
38、
39、为使滑模控制器满足李雅普诺夫稳定性判据，定义用于估计负载扰动的自适应律为：
40、
41、将式(13)代入式(12)得到：
42、
43、其中，s2＞0，s·sat(s)＞0，k1,k2＞0，则由式(14)得出据李雅普诺夫稳定性判据，滑模控制器稳定。
44、在本专利技术的一个实施例中，所述步骤s2中的新趋近律为基于sat函数构建。
45、在本专利技术的一个实施例中，所述步骤s1中的永磁同步电机采用id＝0的矢量控制方式，其中，id为定子电流d轴分量。
46、在本专利技术的一个实施例中，在所述id＝0的矢量控制方式下，d-q坐标系下永磁同步电机满足：
47、
48、其中，id、iq为定子电流d、q轴分量；ud、uq为定子电压d、q轴分量；rs为定子电阻；ld、lq为定子d、q轴电感；w为电机实际转速；p*为电机极对数；ψf为永磁体与定子交链磁链。
49、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种永磁同步电机滑模调速系统，包括：
50、第一构建模块：用于构建永磁同步电机的数学模型；
51、第二构建模块：用于构建滑模面和新趋近律，根据所述滑模面、新趋近律和永磁同步电机的数学模型设计滑模控制器；
52、调速模块：用于利用李雅普诺夫稳定性判据对滑模控制器的稳定性进行反推，并实现对永磁同步电机的负载扰动进行自适应估计，再将估计值补偿至所述滑模控制器，完成永磁同步电机的调速。
53、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上永磁同步电机滑模调速方法的步骤。
54、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述永磁同步电机滑模调速方法的步骤。
55、本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种永磁同步电机滑模调速方法，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机滑模调速方法，其特征在于：所述步骤S1中构建永磁同步电机的数学模型，方法包括：
3.根据权利要求2所述的永磁同步电机滑模调速方法，其特征在于：所述步骤S2中构建滑模面和新趋近律，根据所述滑模面、新趋近律和永磁同步电机的数学模型设计滑模控制器，方法包括：
4.根据权利要求3所述的永磁同步电机滑模调速方法，其特征在于：所述步骤S3中利用李雅普诺夫稳定性判据对滑模控制器的稳定性进行反推，并实现对永磁同步电机的负载扰动进行自适应估计，方法包括：
5.根据权利要求1所述的永磁同步电机滑模调速方法，其特征在于：所述步骤S2中的新趋近律为基于sat函数构建。
6.根据权利要求1所述的永磁同步电机滑模调速方法，其特征在于：所述步骤S1中的永磁同步电机采用id＝0的矢量控制方式，其中，id为定子电流d轴分量。
7.根据权利要求6所述的永磁同步电机滑模调速方法，其特征在于：在所述id＝0的矢量控制方式下，d-q坐标系下永磁同步电机满足：p>
8.一种永磁同步电机滑模调速系统，其特征在于：包括：
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述永磁同步电机滑模调速方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述永磁同步电机滑模调速方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机滑模调速方法，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机滑模调速方法，其特征在于：所述步骤s1中构建永磁同步电机的数学模型，方法包括：
3.根据权利要求2所述的永磁同步电机滑模调速方法，其特征在于：所述步骤s2中构建滑模面和新趋近律，根据所述滑模面、新趋近律和永磁同步电机的数学模型设计滑模控制器，方法包括：
4.根据权利要求3所述的永磁同步电机滑模调速方法，其特征在于：所述步骤s3中利用李雅普诺夫稳定性判据对滑模控制器的稳定性进行反推，并实现对永磁同步电机的负载扰动进行自适应估计，方法包括：
5.根据权利要求1所述的永磁同步电机滑模调速方法，其特征在于：所述步骤s2中的新趋近律为基于sat函数构建。
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱其新，李旭阳，张拥军，眭立洪，刘红俐，丁一峰，杨羽萌，许兵，张德义，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：
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