[发明专利]基于改进鲸鱼优化算法的永磁同步电机自抗扰控制方法

权利要求书

1.一种基于改进鲸鱼优化算法的永磁同步电机自抗扰控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：建立永磁同步电机数学模型，并获取永磁同步电机的简化后的电气方程、简化后的电磁转矩方程和简化后的机械运动方程；

S2：建立自抗扰控制器的控制模型，进而确定需要进行整定的参数；

S3：建立改进型自抗扰控制器，以增强所述自抗扰控制器输出信号的鲁棒性；

S4：建立基于改进型自抗扰控制器控制的永磁同步电机的数学模型；

S5：通过改进的鲸鱼优化算法对需要进行整定的参数进行优化，以建立基于改进型自抗扰控制器的永磁同步电机调速控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进鲸鱼优化算法的永磁同步电机自抗扰控制方法，其特征在于，所述S1中建立永磁同步电机的数学模型方法如下：

S11:建立在自然坐标系下永磁同步电机运行时的基本的电气方程、电磁转矩方程与机械方程：

永磁同步电机的电气方程为：

式中，u_s为定子绕组引出的端口三相电压；i_s为定子绕组的三相电流；ψ_s为定子绕组磁链；其中，L_s为定子绕组电感系数矩阵；为永磁体磁链幅值；R_s为定子绕组电阻矩阵；

永磁同步电机产生的电磁转矩为：

式中，p_n为磁极对数；θ_m为机械角度；T_e为电磁转矩；

永磁同步电机机械运动方程为：

式中，J为电机转机转动惯量；ω_m为机械角速度，其中，N_r为转速；B为阻尼系数；T为负载转矩；

S12:将永磁同步电机运行时在自然坐标系下的基本的电气方程与电磁转矩方程转换到同步旋转坐标系下，以获得永磁同步电机转换后的在同步旋转坐标系下的电气方程和电磁转矩方程：

永磁同步电机在同步旋转坐标系下的电气方程为：

永磁同步电机在同步旋转坐标系下的电磁转矩方程为：

式中，u_d为定子绕组d轴的电压，u_q为定子绕组q轴的电压；i_d为定子绕组d轴的电流、i_q为定子绕组q轴的电流；L_d为定子绕组d轴的电感、L_q为定子绕组q轴的电感；ω_e为电机转子的电角速度，其中ω_e＝p_nω_m；

将公式(5)代入公式(3)即可得到永磁同步电机在同步旋转坐标系下的机械运动方程；

S13:将永磁同步电机在同步旋转坐标系下的电气方程、电磁转矩方程和机械运动方程进行简化，以获取简化后的电气方程、简化后的电磁转矩方程和简化后的机械运动方程：

对永磁同步电机数学模型进行进一步简化，得到简化后的永磁同步电机的电气方程、电磁转矩方程以及机械运动方程分别为：