[发明专利]引入趋近律的多变量二阶非奇异终端滑模电流控制方法

权利要求书

1.一种引入趋近律的多变量二阶非奇异终端滑模电流控制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1：确定永磁同步直线电机控制系统包含扰动的电流环数学模型以及状态方程，并将其写成状态空间的形式；

步骤2：基于步骤1得到的状态方程，定义电流的跟踪误差和一阶比例积分滑模面，求解忽略扰动的永磁同步直线电机电流环电压控制律u₁；

步骤3：结合永磁同步直线电机的状态空间方程，对电流的跟踪误差进行求导，在二阶非奇异终端滑模面导数中引入趋近律，得到滑模面二阶导数，将其带入到含有u₂滑模面二阶导等式后求解扰动量电压控制律u₂；

步骤4：将步骤2求出的不考虑扰动的电压控制律u₁以及步骤3求出的扰动电压控制律u₂加和，得到永磁同步直线电机电流环滑模控制器的电压控制律u。

2.根据权利要求1所述的引入趋近律的多变量二阶终端滑模电流控制方法，其特征在于，所述步骤1的具体过程如下：

步骤1.1：在d-q坐标系下，考虑扰动的永磁同步直线电机状态方程为:

系统的扰动d_d、d_q的方程为：

上式(1)、(2)中σ_d、σ_q为直线电机系统中不可测干扰，L_d、L_q、R_s、为系统的实际d轴电感、q轴电感、永磁体磁链值，L_do、L_qo、R_so、为系统的额定电感、电阻、永磁体磁链值，ΔL_d、ΔL_q、ΔR_s、为电感、电阻、永磁体磁链偏差量，u_d、u_q为两相旋转坐标系下交轴、直轴电压，为两相旋转坐标系下交轴、直轴电流值导数，为旋转角速度，τ为极距，v为动子的运动速度，各参数的实际值、额定值和偏差量满足如下的关系式：

步骤1.2：将上述永磁同步直线电机状态方程用如下状态空间进行描述：

其中，为状态变量，分别为d轴、q轴电流导数；u＝[u_d u_q]^T为输入变量，u_d、u_q为两相旋转坐标系下交轴、直轴电压为状态空间系数矩阵，为永磁同步直线电机定子动子耦合量，为直线电机系统扰动。

3.根据权利要求1所述的引入趋近律的多变量二阶终端滑模电流控制方法，其特征在于，所述步骤2的具体过程如下：

步骤2.1：定义电流的跟踪误差E：

其中，分别为d轴、q轴电流的参考输入信号，e_q、e_d分别为d轴、q轴电流误差，x^*、x分别为状态变量的参考值和实际值；

则电流跟踪误差的导数为：

步骤2.2：定义—阶比例积分滑模面S：

其中，b＝[b_d b_q]^T为滑模面参数，b_d、b_q分别为d轴、q轴滑模面参数分量；S＝[S_d S_q]^T，S_d、S_q分别为d轴、q轴—阶比例积分滑模面分量；

假设控制系统可得到适当的控制律，且能够保证在有限时间内到达滑模段，则滑模面有：

在不考虑扰动的情况下，将电机的状态空间方程(5)带入方程(8)中，可以求出电机的电压控制律u₁为：

在方程(9)中A、B、C、b矩阵已知，x^*为参考电流，故可求出u₁。