[发明专利]基于等价输入干扰的永磁同步电机混沌抑制方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于等价输入干扰的永磁同步电机混沌抑制方法及系统，其方法包括：首先建立永磁同步电机的系统模型，然后加入输入，得到永磁同步电机的系统混沌模型，并采用基于等价输入干扰方法的控制器对系统干扰进行抑制，采用PI控制器对系统电流和转速进行控制，最后得到基于等价输入干扰的闭环系统输入；一种基于等价输入干扰的永磁同步电机混沌抑制系统，包括不同模块，根据永磁同步电机的混沌抑制要求，对系统干扰进行抑制。本发明的有益效果是：本发明提供的技术方案计算量小，实时性强；避免了系统的抖振问题，提高了适用范围；参数设计简单，便于实际应用；系统保守性低，同时有较强的鲁棒性，控制精度更高。

技术领域

本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种基于等价输入干扰的永磁同步电机混沌抑制方法及系统。

背景技术

永磁同步电机广泛应用于现代工业生产发展过程中，并起着重要的作用。与其他电机相比，它拥有效率高、省电、功率因数高、可靠性高、体积小、功率密度大和噪音小等优点。但是永磁同步电机同样拥有多变量、多参数和强耦合的特点，这样会导致系统产生复杂的动力学行为。近年来，国内外学者的研究表明，在一些情况下，永磁同步电机存在混沌现象，混沌的本质特征(初值敏感性和内敛随机性等)与永磁同步电机高速高精度的控制目标相悖，而且混沌的存在导致系统出现了转矩或转速的间歇振荡、控制不稳定、系统无规律电磁噪声等现象，甚至可能破坏系统的稳定性。同时传统的线性控制方法对抑制或消除混沌的存在已失去效用，因此研究一种有效的永磁同步电机控制系统的混沌抑制方法，实现永磁同步电机的高速高精度控制具有重要科学意义和应用价值。

现有类似已公开的专利和论文有：一种基于神经网络的永磁同步电机混沌系统快速终端滑模控制方法(CN 105450123 B)，该发明的技术方案是：首先建立永磁同步电机混沌系统模型，初始化系统参数，然后设计基于神经网络的快速终端滑膜控制器，该发明利用神经网络与终端滑膜方法实现了永磁同步电机混沌系统的镇定问题，但是该方法计算量大，实时性差，且系统存在抖振问题，不便于电机的实时控制；基于扩张状态观测器的双永磁同步电机混沌同步控制方法(CN 105846741 A)，该发明的技术方案是：首先建立永磁同步电机混沌系统模型，初始化系统参数，然后定义同步误差系统，并扩张系统状态，最后设计非线性扩张状态观测器和自适应滑模控制器，该发明利用非线性扩张状态观测器，估计和补偿系统中的不确定项和外部干扰，设计自适应滑模控制器，保证系统的状态快速稳定并收敛，但该方法参数选取复杂，在实际应用中有困难；类似论文有：Jinpeng Yu,BingChen,Haisheng Yu,Junwei Gao,Adaptive fuzzy tracking control for the chaoticpermanent magnet synchronous motor drive system via backstepping,NonlinearAnalysis:Real World Applications,2011,12:671-682.该论文的方法为：首先建立永磁同步电机数学模型，然后设计具有反步技术的自适应模糊控制器，该论文利用神经网络与模糊逻辑算法逼近系统中非线性项，但是该方法计算量大，实时性差，不便于电机的实时控制；Jian Hu,Yang Qiu,Hui Lu,Adaptive robust nonlinear feedback control ofchaos in PMSM system with modeling uncertainty,Applied MathematicalModelling,2016,40:8265-8275，该论文的方法是：首先建立永磁同步电机系统模型，并对混沌特性进行分析，然后，设计自适应鲁棒非线性反馈控制器，该论文用一种鲁棒非线性反馈的方法处理混沌和系统的模型不确定性。但是该方法保守性大，导致控制精度有限，不利于电机的高速高精度控制。

本发明可以有效处理永磁同步电机系统的混沌特性，同时改善或避免了现有技术的缺陷。计算简单，不用考虑抖振问题，参数选取容易，对扰动的鲁棒性更好，且提高了系统的控制精度，实现永磁同步电机的高速高精度控制。

发明内容