[发明专利]一种基于改进ADRC的开关磁阻电机直接转矩控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于改进自抗扰控制器(ADRC)的开关磁阻电机直接转矩控制方法，属于开关磁阻电机转矩控制方法领域。

背景技术

由于开关磁阻电机结构简单、工作可靠、控制灵活，适合在恶劣环境中工作；同时，由于其具有启动电流小、启动转矩大的优越性，使开关磁阻电机系统非常适用于电动汽车和采煤采矿等传动控制领域。

在传统直接转矩控制中，速度环采用PI控制器；当被控和对象处于强干扰的环境当中的时候，传统PI控制难以达到控制的效果。就需要对其进行改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有开关磁阻电机直接转矩控制技术的不足，提出了一种抗干扰能力较强的基于改进ADRC的开关磁阻电机直接转矩控制方法，以提高开关磁阻电机的控制性能。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种基于改进ADRC的开关磁阻电机直接转矩控制方法，所述方法将离散训练得到的LSSVM最优回归模型融入到ADRC中，来完成对ADRC 的改进。改进ADRC的开关磁阻电机直接转矩控制系统中，LSSVM模型的功能是：它可以实时的根据系统的输入信号值，来计算出系统当前所受的部分扰动值F，将F与ESO实时估计出的扰动值z₂′作为系统的总扰动，在后续的控制中对系统进行前馈补偿，以此来提高控制系统的抗干扰能力。该控制方法包括以下步骤：

步骤一：在基于ADRC的开关磁阻电机直接转矩控制中，对ADRC控制器中的ESO的输出变量和进行采样。

步骤二：将作为LSSVM的输入变量，作为其输出变量，对LSSVM进行离散训练，得到其最优的回归模型。

步骤三：将得到的最优回归模型和ADRC系统相结合起来，得到改进 ADRC的开关磁阻电机直接转矩控制系统。

2、根据权利要求1所述的改进ADRC的开关磁阻电机直接转矩控制方法，在进行离散训练时的核函数选取高斯径向基核函数，其表达式为：

改进后的ADRC数学模型：

本发明提出了一种基于改进ADRC的开关磁阻电机直接转矩控制方法，该方法可以提高ADRC的观测精度，进一步提高SRM直接转矩控制系统的动态响应速度和抗干扰能力，增强系统的鲁棒性。

附图说明

图1是本发明提供的基于ADRC的开关磁阻电机控制系统原理示意图。

图2是本发明提供的基于ADRC的开关磁阻电机直接转矩控制系统原理示意图。

图3是本发明提供的基于改进ADRC的开关磁阻电机直接转矩控制系统原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明做进一步的详细说明。

以给定转速ω_r^*和实际转速ω_r作为输入信号，以给定转矩T_e^*作为输出信号，设计出基于ADRC控制器，参见图1所示为本发明提供的基于ADRC 控制器原理示意图，它是由跟踪微分器(TD)、扩张状态观测器(ESO) 和非线性状态误差反馈(NLSEF)三部分组成。以给定转速ω_r^*作为TD输入信号，其输出信号ω₁为ω_r^*的跟踪值；以电机实际转速ω_r作为ESO的输入信号，其输出信号为ω_r的跟踪值Z₁和系统所受扰动的估计值Z₂；根据ω₁和 Z₁得到系统的状态误差e₁＝ω₁-Z₁作为NLSEF的输入信号，NLSEF输出初始控制量u₀；最终控制量

根据ADRC原理，将开关磁阻电机外加负载、摩擦力矩和转动惯量的变化当做系统所受扰动w(t)，ADRC中系统可以实时估计出系统所受扰动并进行及时的补偿。

在基于ADRC的开关磁阻电机直接转矩控制系统中，系统所受的扰动值w(t)完全是通过ADRC速度调节器中的ESO所实时的估计出来的。所提的改进ADRC系统中，在ESO对系统扰动估计之前，已经知道系统当前的一部分的扰动值w1，那么ESO所需估计的扰动值w2将变小，这样就可以提高ESO对扰动值估计的精度。此时系统的总扰动w(t)＝w1+w2。