[发明专利]一种SMPMSM驱动系统的终端强制滑模协同直接速度控制方法及系统

权利要求书

1.一种SMPMSM驱动系统的终端强制滑模协同直接速度控制方法，该方法包括下列顺序的步骤：

(1)在同步速旋转dq轴坐标系下，建立速度控制的SMPMSM驱动系统的超局部模型；

(2)基于SMPMSM驱动系统速度控制的超局部模型，开展包含滑模面的宏变量设计，设计包含非奇异终端动态演化方程；系统电压和电流约束处理，生成终端强制滑模协同直接速度控制律，提出终端强制滑模协同直接速度控制。

2.根据权利要求1所述的SMPMSM驱动系统的终端强制滑模协同直接速度控制方法，其特征在于：所述步骤(1)具体是指：

考虑电机参数不确定性和未知扰动，SMPMSM驱动系统在同步速旋转dq轴坐标系下的数学模型为：

其中，i_d和i_q分别为d、q轴定子电流；u_d和u_q分别为d、q轴定子电压；ω_r为转子电角速度；T_e、T_L分别为SMPMSM的电磁转矩和负载转矩；R_s是定子绕组电阻；L_d、L_q分别是d、q轴定子电感；ψ_f表示转子永磁磁链；J和B分别为转动惯量和粘滞摩擦系数；n_p为SMPMSM的极对数；f_d，f_q和f_ω分别表示电机d/q电流控制与转速控制中的参数不确定性和未知扰动；

根据无模型控制，单输入单输出系统的一阶超局部模型表示为：

其中，u和y分别表示系统的输入与输出；α为系统输入的比例因子；F包含系统已知和未知部分；

定义SMPMSM驱动系统的输入为u_d，u_q和i_q，输出为i_d，i_q和ω_r，SMPMSM驱动系统速度控制的的超局部模型表示为：

式中，α_d，α_q，α_ω为系统输入u_d，u_q和i_q的比例因子，对于SMPMSM驱动系统，其dq轴定子电感相等，即L_d＝L_q，设置α_d＝α_q＝α_s；

F_d,F_q和F_ω表示系统已知和未知部分，其表达式为：

使用微分代数法对F_d、F_q和F_ω进行估计，并用表示其估计值，其表达式为：

其中，T_s为控制周期；T_F＝n_FT_s为滑动窗口长度，n_F为常数且设置为10；在较短的采样间隔内认为和是常数，其微分近似为0。