[发明专利]永磁同步电机转矩脉动抑制方法、伺服系统及存储介质

权利要求书

1.一种基于鲁棒分数阶矢量谐振的永磁同步电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述永磁同步电机转矩脉动抑制方法包括以下步骤：

实时采集永磁同步电机的参数，并建立永磁同步电机数学模型；

设计鲁棒内模控制器和分数阶矢量谐振控制器，用以设计鲁棒分数阶矢量谐振控制器；

基于所述鲁棒分数阶矢量谐振控制器，采用SVPWM控制策略驱动永磁同步电机运转。

2.如权利要求1所述的永磁同步电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述建立永磁同步电机数学模型，具体采用以下形式：

公式一：

式中U_d、U_q分别为旋转坐标系下的d轴和q轴电压；i_d、i_q分别为d轴和q轴电流；R_d、R_q分别为d轴和q轴电感；L_d、L_q分别为d轴、q轴电阻；ω_h为电机电角频率；Ψ_f为电机磁链；t为时间；

对上述模型进行离散化处理即完成了模型的建立。

3.如权利要求1所述的永磁同步电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述设计鲁棒内模控制器和分数阶矢量谐振控制器，用以设计鲁棒分数阶矢量谐振控制器包括：

设计鲁棒内模控制器，并对所述鲁棒内模控制器稳定性进行控制，具体采用以下形式：

定义所述鲁棒内模控制器预设动态响应传递函数用公式二表示：

扰动抑制滤波器用公式三表示：

式中τ表示时间常数；λ为一个与所述扰动抑制滤波器带宽有关的常数，其中，参数选择为1/τ＜＜1/λ；

根据公式二和公式三设计所述鲁棒内模控制器用公式四表示：

通过拉普拉斯逆变换可得如下时域控制律用公式五表示：

式中e(t)＝i_refF(s)-i(t)，

为避免积分迭代误差定义如下状态变量：

x₁＝e(t)

式中参数满足

基于积分迭代误差定义，时域控制律由公式五转换用公式六表示：

u_IMO＝(k_pc+k_py)x₁+(k_ic1+k_iy1)x₂+(k_ic2+k_iy2)x₃+k_ic3x₄

电流环传递函数的微分形式用公式七表示：

根据公式六和公式七，得到电流环的状态方程为

当为状态变量，A为赫尔维茨矩阵时，所述鲁棒内模控制器稳定；

根据设计的所述鲁棒内模控制器和所述分数阶矢量谐振控制器，设计鲁棒分数阶矢量谐振控制器。

4.如权利要求1所述的永磁同步电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述设计鲁棒内模控制器和分数阶矢量谐振控制器，用以设计鲁棒分数阶矢量谐振控制器包括：

设计分数阶矢量谐振控制器，并对所述分数阶矢量谐振控制器稳定性进行控制，具体采用以下形式：

将分数阶微积分引入到谐振控制器中得到如下分数阶矢量谐振控制器的控制律用公式八表示：

式中k_r，ω_o，α分别表示控制器增益系数，阻尼频率，以及分数阶阶次；

将公式八改写为公式九：

式中Y(s)_h，R(s)_k，分别表示所述分数阶矢量谐振控制器k^th时刻的输入输出；

根据设计的所述鲁棒内模控制器和所述分数阶矢量谐振控制器，设计鲁棒分数阶矢量谐振控制器。