[发明专利]一种基于滑模观测器的无位置传感器控制策略

权利要求书

1.一种基于滑模观测器的无位置传感器控制策略，其特征在于，包括如下步骤：

S1、建立直驱式波浪能发电装置的动力学模型；

S2、将估计电流和定子实测电流之差作为切换函数，控制函数采用常值切换控制，采用自适应数字低通滤波器进行相移补偿，得到动子运动的函数；

S3、设计滑膜面；

S4、设计控制函数；

S5、构建永磁直线发电机在α-β坐标下的数学模型；

S6、设计滑膜观测器；

S7、计算永磁直线发电机的位置估算值。

2.根据权利要求1所述的基于滑模观测器的无位置传感器控制策略，其特征在于，所述步骤S1具体实现方法为：

根据牛顿第二定律，海浪能发电能量传输系统的动力学方程为：

其中,f_e为海浪激励力；f_g为永磁直线电机产生的电磁力的反作用力；f_r为浮子运动产生的辐射力；f₀为摩擦力；f_h为浮力；m为浮体的质量；m_∞为附加质量；t为时间；a为发电机动子的位移；具体的：

浮力f_h表示为：

f_h＝-k_ha(t) (2)

其中,k_h为海水浮力的等效弹性刚度；

流体粘度引起的摩擦力f₀表示为：

其中R₀代表摩擦阻力系数；

辐射力f_r与频率和辐射阻尼引起的附加质量有关，表示为：

其中，h_r表示产生的辐射力，通过分析波与浮子的相互作用，计算辐射函数；

卷积积分项表示为以下等式：

通过联立(1)-(5),波浪能转换系统的表达式表示为：

y(t)＝C_cx(t)

其中，表示海浪的速度；

基于采样时间T_s进行离散，得到:

x(k+1)＝A_dx(k)+B_du(k)+D_dw(k)

y(k)＝C_dx(k)

其中，A_c、B_c、C_c、D_c为波浪发电系统连续模型下所对应的参数矩阵；A_d、B_d、C_d、D_d为波浪发电系统离散模型下所对应的参数矩阵；

经过坐标变化换后，将永磁直线发电机的三相电通过以下方式表示：

其中，i_d和i_q为dq轴的电流,为浮子的速度,R_g是定子绕组的电阻,L_g是同步电感,ε为永磁直线发电机的极距；

电磁力f_g表示为:

其中，L_d和L_q是dq轴的同步电感,且是永磁直线电机的磁通；

从系统动力学中看，从海浪中提取的功率如下：

P_e(t)＝-f_g(t)x₂(t)

在采样时间T_s提取的能量输出为:

E(t)＝-T_sf_gx₂(t)

波浪能转换系统的经济阶段成本函数描述如下：

l_e＝T_sf_gx₂。