[发明专利]基于模型参考自适应的永磁同步电机自抗扰控制优化方法

权利要求书

1.一种基于模型参考自适应的永磁同步电机自抗扰控制优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立永磁同步电机同步坐标轴下的数学模型；

S2、构建惯量观测器观测系统惯量大小；

S3、计算得到电流环PI增益；

S4、构建扩张状态观测器，观测外部负载扰动，并将负载扰动补偿至系统输入；所述步骤S4包括：

构建扩张状态观测器，观测外部负载扰动，并将负载扰动补偿至系统输入，构建的扩张状态观测器为

β₀₁＝3b,β₀₂＝3b²,β₀₃＝3b³

ε＝z₁-y

sig＝sigmod(a,b,x)

{

sig＝2a(((1+exp(-bx))^-1)-0.5)；

}

其中，b为扩张状态观测器增益，y为系统输出，即电机的当前转子位置，z₁为转子位置估计，z₂为转子速度估计，z₃为负载干扰估计，对应所述步骤S1中的T_L/J，h为控制周期，k_T为力矩常数，u为系统输入，即i_q；

S5、构建离散微分跟踪器对目标信号进行过渡，采用非线性PD控制得到误差信号，并根据所述误差信号进行非线性PD反馈；所述步骤S5包括：

构建离散微分跟踪器

其中，x_n为目标位置信号，v_n为目标速度信号，fst函数为

f＝fst(x₁,x₂,r,h)

{

d＝r·h；

d₀＝h·d；

y＝x₁+h·x₂；

}

采用非线性PD控制，对x_n、v_n及所述扩张状态观测器估计的转子位置z₁(n)和速度z₂(n)分别相减得到误差信号e₁＝x_n-z₁(n)和e₂＝v_n-z₂(n)，采用非线性PD反馈

u＝sigmod(i_qmax,kp,e₁)+sigmod(i_qmax,kd,e₂)

u＝u-Jz₃(n)/k_T

其中，i_qmax为q轴电流i_q允许控制的最大值，kp、kd即位置环非线性PD增益。

2.如权利要求1所述的基于模型参考自适应的永磁同步电机自抗扰控制优化方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

建立永磁同步电机同步坐标轴下的数学模型

其中，i_d为d轴电流，i_q为q轴电流，ω_m为电机转子机械角速度，R为定子绕组，定子电感L＝L_d＝L_q，p_n为电机极对数，ψ_f为永磁磁链，J为转动惯量，B为阻尼系数，u_d为d轴电压，u_q为q轴电压。

3.如权利要求2所述的基于模型参考自适应的永磁同步电机自抗扰控制优化方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

构建惯量观测器，令b(k-1)＝T/J,U(k-1)＝T_e(k-1)-T_e(k-2)，有

其中，T为观测周期，β为惯量观测器增益，当β＝50/T时对系统惯量进行估计

4.如权利要求3所述的基于模型参考自适应的永磁同步电机自抗扰控制优化方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

计算电流环PI增益

其中，T_i为电流环控制周期。