[发明专利]一种永磁同步电机的分数阶阶跃最优ITAE速度控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及随动控制系统，尤其涉及随动系统的永磁同步电机速度控制。

背景技术

随动系统在高炮、地炮、火箭炮等武器系统中得到了广泛的应用，随着电力电子技术和计算机技术的发展，随动系统广泛采用以永磁同步电机为执行机构的交流随动系统，控制上由电流环、速度环和位置环组成，而速度环作为内环，其控制性能的好坏直接影响随动系统的调试，因此，其速度环的设计至关重要。在实际中，速度环普遍采用比例-积分(PI)控制，其参数调节方便，控制器易于实现，可满足多数的性能指标要求。PI控制器属于整数阶的控制范畴，其可调参数有比例增益和积分增益，只能同时满足两个设计约束，如给定的相位裕度、给定的穿越频率等。分数阶PI作为传统PI控制的推广，将其积分阶次由整数阶推广到了任意的实数，其控制参数主要有比例增益、积分增益和积分阶次，可同时满足三个设计约束，参数整定范围更加灵活。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种随动系统的永磁同步电机分数阶阶跃最优ITAE速度控制方法，能有效提高速度控制快速性和过渡过程的平稳性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

第一步，给定相位裕度给定幅值穿越频率ω_cg；

第二步，在区间[α_min,α_max]等间隔选取N个点，点i＝0,1,…,N-1，其中α_min为区间下限，α_min≤0.4，α_max为区间上限，α_min≥1.3，同时N≥10，对于α＝α_i的每个积分阶次：

a)计算比例增益kp=Im(A)100cgαsinπα2]]>和积分增益ki=Re(A)-cosπα2sinπα2Im(A),]]>其中，J为折算到电机轴上的总转动惯量，C_T为电机力矩电流系数，T_c为系统电流环时间常数；