【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机控制，尤其涉及一种永磁同步电机转速控制方法及系统。
技术介绍
1、永磁同步电机正常运行中，扰动无法避免，正常情况下容易受到参数的不确定性,负载突变,摩擦力等扰动因素影响，使电机响应速度难以保持稳定的状态下稳定运行。传统的比例-积分-微分(proportional-integral-derivative control,pid)技术是常用对电机进行控制的策略，但其控制方法难以消除外界扰动对电机影响，研究者引入adrc控制方法对电机进行控制，很大程度上减少了外界扰动和参数不确定性对电机的影响。
2、自抗扰(active disturbance rejection control,adrc)控制策略是在pid技术基础上进一步的发展，可应用于不同的环境下。adrc控制策略在闭环系统的控制中，可自动对控制系统进行准确且迅速的校正。adrc主要包含四个部分：跟踪微分器、扩张状态观测器、非线性误差反馈控制律和补偿部分。
3、目前adrc控制技术在国内外发展迅速，但随着对电机高精度的要求条件下，
4、现有的控制策略尚不能达到预期满意度，存在控制精度不够、响应速度较慢、抗干扰能力不足和参数调整复杂等问题。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专
2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
3、因此，本专利技术提供了一种永磁同步电机转速控制方法及系统解决现有的控制策略存在控制精度不够、响应速度较慢、抗干扰能力不足和参数调整复杂的问题。
4、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
5、第一方面，本专利技术提供了一种永磁同步电机转速控制方法，包括：
6、获取待处理的电机数据，对非线性函数进行优化得到在原点处连续且可导的新型非线性函数；
7、通过新型最速函数设计新型跟踪微分器；
8、根据新型非线性函数优化了扩张状态观测器，结合分数阶微积分理论进一步改进了扩张状态观测器，设计了分数阶线性/非线性切换扩张状态观测器；
9、应用新型跟踪微分器、分数阶线性/非线性切换扩张状态观测器结合误差状态反馈控制律，搭建出分数阶线性/非线性切换自抗扰控制器，使得新型控制器对电机进行控制时能够抵抗外界扰动。
10、作为本专利技术所述的永磁同步电机转速控制方法的一种优选方案，其中：
11、所述对非线性函数进行优化得到在原点处连续且可导的新型非线性函数，具体表达式如下：
12、
13、
14、其中，e为跟踪误差，a为非线性因子，δ为滤波因子。
15、作为本专利技术所述的永磁同步电机转速控制方法的一种优选方案，其中：
16、所述通过新型最速函数设计新型跟踪微分器，具体表达式如下：
17、
18、其中，r为设定点，v1和v2为过渡过程以及其微分信号，θ为导数符号，n＝3，为caputo分数阶微积分。
19、作为本专利技术所述的永磁同步电机转速控制方法的一种优选方案，其中：
20、所述caputo分数阶微积分，具体表达式如下：
21、
22、其中，m是正整数，满足m-1＜ae＜m，f(x)为光滑函数，由于分数阶微积分0＜ae＜1，进而v1(t)≈v(t)，r1为常数，w＝1-γ2(ae+1)/γ(2ae+1)；n为奇数，此处取3。
23、作为本专利技术所述的永磁同步电机转速控制方法的一种优选方案，其中：
24、所述误差状态反馈控制律，具体表达式如下：
25、
26、作为本专利技术所述的永磁同步电机转速控制方法的一种优选方案，其中：
27、所述结合分数阶微积分理论进一步改进了扩张状态观测器，设计了分数阶线性/非线性切换扩张状态观测器，表达式如下：
28、
29、其中，i、y、w为任意自然数。
30、作为本专利技术所述的永磁同步电机转速控制方法的一种优选方案，其中：所述应用新型跟踪微分器、分数阶线性/非线性切换扩张状态观测器结合误差状态反馈控制律，搭建出分数阶线性/非线性切换自抗扰控制器，还包括如下规则：
31、若初始状态存在误差，则判断输入时间是否小于阈值，若输入时间小于阈值，则采用分数阶非线性自抗扰控制器，减少初始状态的误差；
32、若判断输入时间大于阈值，则判断跟踪误差e是否小于误差阈值q，若定量误差e小于误差阈值q，则采用分数阶非线性自抗扰控制，若跟踪误差大于误差阈值q，则切换分数阶线性自抗扰控制器；
33、若初始状态不存在误差，则跳过输入时间判断，直接判断定量误差e是否小于误差阈值q，若定量误差e小于误差阈值q，则采用分数阶非线性自抗扰控制，若跟踪误差大于误差阈值q，则切换分数阶线性自抗扰控制器。
34、第二方面，本专利技术提供了一种永磁同步电机转速控制系统，包括：
35、获取模块，获取待处理的电机数据，对非线性函数进行优化得到在原点处连续且可导的新型非线性函数；
36、设计模块，通过新型最速函数设计新型跟踪微分器；
37、结合模块，根据新型非线性函数优化了扩张状态观测器，结合分数阶微积分理论进一步改进了扩张状态观测器，设计了分数阶线性/非线性切换扩张状态观测器；
38、搭建模块，应用新型跟踪微分器、分数阶线性/非线性切换扩张状态观测器结合误差状态反馈控制律，搭建出分数阶线性/非线性切换自抗扰控制器，使得新型控制器对电机进行控制时能够抵抗外界扰动。
39、第三方面，本专利技术提供了一种计算设备，包括：
40、存储器，用于存储程序；
41、处理器，用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述永磁同步电机转速控制方法的步骤。
42、第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，包括：所述程序被处理器执行时，实现所述的永磁同步电机转速控制方法的步骤。
43、本专利技术的有益效果：本专利技术可以准确观测系统内外部扰动量变化，同时，设计的算法可以实现在对电机进行控制时具有更好的抵抗内外界干扰能力，达到更快的响应速度。
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1.一种永磁同步电机转速控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的永磁同步电机转速控制方法，其特征在于：所述对非线性函数进行优化得到在原点处连续且可导的新型非线性函数，具体表达式如下：
3.如权利要求1或2所述的永磁同步电机转速控制方法，其特征在于：所述通过新型最速函数设计新型跟踪微分器，具体表达式如下：
4.如权利要求3所述的永磁同步电机转速控制方法，其特征在于：所述Caputo分数阶微积分，具体表达式如下：
5.如权利要求4所述的永磁同步电机转速控制方法，其特征在于：所述误差状态反馈控制律，具体表达式如下：
6.如权利要求5所述的永磁同步电机转速控制方法，其特征在于：所述结合分数阶微积分理论进一步改进了扩张状态观测器，设计了分数阶线性/非线性切换扩张状态观测器，表达式如下：
7.如权利要求6所述的永磁同步电机转速控制方法，其特征在于：所述应用新型跟踪微分器、分数阶线性/非线性切换扩张状态观测器结合误差状态反馈控制律，搭建出分数阶线性/非线性切换自抗扰控制器，还包括如下规则：
8.一种
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7任一项所述的永磁同步电机转速控制方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机转速控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的永磁同步电机转速控制方法，其特征在于：所述对非线性函数进行优化得到在原点处连续且可导的新型非线性函数，具体表达式如下：
3.如权利要求1或2所述的永磁同步电机转速控制方法，其特征在于：所述通过新型最速函数设计新型跟踪微分器，具体表达式如下：
4.如权利要求3所述的永磁同步电机转速控制方法，其特征在于：所述caputo分数阶微积分，具体表达式如下：
5.如权利要求4所述的永磁同步电机转速控制方法，其特征在于：所述误差状态反馈控制律，具体表达式如下：
6.如权利要求5所述的永磁同步电机转速控制方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁树业，罗建，曹潇予，王伟，李星硕，陈遗志，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：
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