[发明专利]一种永磁同步直线电机的控制方法、装置及存储介质

说明书

本发明公开了一种永磁同步直线电机的控制方法、装置及存储介质，其方法包括：获取PMSLM的dq坐标系下d轴和q轴实际电流值；获取PMSLM的实际线速度值并与q轴实际电流值输入预构建的状态观测器LESO，得到广义扰动的估计值；获取PMSLM的参考线速度值并与实际线速度值进行差值计算，将速度差值和所述估计值输入预构建的滑模控制SMC，得到q轴期望电流值；获取d轴和q轴电流差值，将d轴和q轴电流差值分别经过PI调节器调节获取d轴和q轴期望电压并经过变换获取αβ坐标系下α轴和β轴期望电压；将α轴和β轴期望电压通过SVPWM调制后输入驱动PMSLM动作的逆变器实现控制；本发明能够提高系统的动静态品质、抗干扰能力和鲁棒性，同时有效削弱了滑模控制的抖振现象。

技术领域

本发明涉及一种永磁同步直线电机的控制方法、装置及存储介质，属于电机控制技术领域。

背景技术

永磁同步直线电机(PMSLM)因独特的“零传动”方式，具有长行程、大推力、高加速度等优点，被广泛应用于精密数控机床和伺服系统等领域，这也对系统控制能力提出更高的要求。近年来，随着控制理论的发展，具有强鲁棒性和非线性特性的滑模控制理论被成功应用于交流伺服系统中，但由于开关特性的存在易使系统产生抖振现象，导致系统控制精度降低，因此需要对滑模抖振进行抑制。

削弱滑模控制的抖振方法大致可分为两类。一类是在构建新型趋近律的SMC基础上与自适应控制有机结合，形成自适应SMC控制策略。该类控制策略可以有效削弱抖振，抑制部分扰动，提高动态响应速度，但该类方法在抑制扰动时，常需假设扰动的上下界已知，而这在实际工程中往往难以实现。另一类是在构建新型趋近律的SMC基础上与扰动观测器有机结合，形成扰动前馈补偿的SMC控制策略。该类控制策略利用扰动观测器估计负载扰动等不确定性扰动，并将其估计值前馈补偿给SMC，可以有效削弱抖振，提高系统响应速度和鲁棒性，但该类方法在建立扰动观测器时未将系统对象的已知信息与未知信息区分开来，导致对扰动的估计精度降低。上述方法均存在对广义扰动估计精度低的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种永磁同步直线电机的控制方法、装置及存储介质，能够提高系统的动静态品质、抗干扰能力和鲁棒性，同时削弱了滑模控制的抖振现象。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种永磁同步直线电机的控制方法，包括：

获取PMSLM的实际三相电流值并依次进行Clark变换和Park变换，得到dq坐标系下d轴和q轴实际电流值；

获取PMSLM的实际线速度值并与q轴实际电流值输入预构建的状态观测器LESO，得到广义扰动的估计值；

获取PMSLM的参考线速度值并与实际线速度值进行差值计算获取速度差值，将速度差值和所述估计值输入预构建的滑模控制SMC，得到q轴期望电流值；

获取d轴给定电流值并与d轴实际电流值进行差值计算获取d轴电流差值，根据q轴期望电流值与q轴实际电流值进行差值计算获取q轴电流差值；

将d轴和q轴电流差值分别经过PI调节器调节获取d轴和q轴期望电压；将d轴和q轴期望电压经过反Park变换获取αβ坐标系下α轴和β轴期望电压；

将α轴和β轴期望电压通过SVPWM调制后输入驱动PMSLM动作的逆变器实现控制。

可选的，还包括获取实际转子磁链角度θ_e，所述实际转子磁链角度θ_e用于Park变换和反Park变换。

可选的，所述状态观测器LESO的构建过程包括：

构建PMSLM电磁推力方程：